Synthesis and study of bipyridine ruthenium complexes containing amido groups as photosensitive dyes for solar cells - Pagasukon Mekrattanachai (Chulalongkorn University, 2010)
สารประกอบเชิงซ้อนรูทีเนียมชนิดใหม่ที่มีหมู่อะมิโด (Dye1, Dye2 และ Dye3) ได้ถูกสังเคราะห์และศึกษาในการเป็นสีย้อมไวแสงในเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมโดยเปรียบเทียบกับสีย้อมมาตรฐาน N3 โดย Dye1 ประกอบด้วยไบพิริดีนลิแกนด์ชนิดเดียวกันคือ 2,2 -bipyridine-4,4 -dicarboxamide และหมู่ไทโอไซยาเนตที่โคออดิเนตกับรูทีเนียมส่วน Dye2 และ Dye3 ประกอบด้วยไบพิริดีนลิแกนด์ที่แตกต่างกันและหมู่ไทโอไซยาเนตที่โคออดิเนตกับรูทีเนียม ไบพิริดีนลิแกนของ Dye2 คือ N,N -(2,2 -bipyridine-4,4 -diyl)diacetamide และ 4,4 -dicarboxy-2,2 -bipyridine ในขณะที่ ไบพิริดีนลิแกนด์ของ Dye3 คือ 2,2 -bipyridine-4,4 -dicarboxamide และ 4,4 -dicarboxy-2,2 -bipyridine โปรตรอนของไบพิริดีนลิแกนด์ทั้งสองลิแกนด์ซึ่งถูกแสดงด้วย ¹H NMR สเปกตรัมนั้นมีสภาพแวดล้อมที่ต่างกันแสดงว่าสีย้อมทั้งสี่ชนิดนั้นมีโครงสร้างแบบ cisคุณสมบัติทางกายภาพทางแสงและคุณสมบัติทางเคมีไฟฟ้าของ Dye1, Dye2 และ Dye3 คล้ายกับ N3 แต่ค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงมีค่าต่ำกว่า N3 เพียงเล็กน้อย ค่าระดับพลังาน LUMO และ HOMO ของสีย้อมชนิดใหม่ทั้งสามที่คำนวณได้จากเทคนิคไซคลิกโวแทมเมทรี และ การวัดการดูดกลืนแสงนั้นมีค่าสูงกว่าระดับพลังงานนำไฟฟ้าของไทเทนียมไดออกไซด์และอยู่ต่ำกว่าระดับพลังงานHOMO ของ I3- สีย้อม N3, Dye2 และ Dye3 แสดงค่าการดูดกลืนแสงบนขั้วไทเทเนียมไดออกไซด์ที่คล้ายกันในขณะที่ค่าการดูดกลืนแสงของ Dye1 มีค่า 30% ของ N3 เท่านั้น ค่าคุณสมบัติทางไฟฟ้าของเซลล์แสงอาทิตย์โดยใช้ Dye1, Dye2 และ Dye3 เป็นสีย้อมไวแสงนั้นแสดงค่าประสิทธิภาพการเปลี่ยนพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้า 0.48, 1.21, 1.03 % ตามลำดับ ซึ่งมีค่าต่ำกว่าค่าของ N3 ซึ่งมีค่า 3.47% เนื่องจากค่าความหนาแน่นกระแสไฟฟ้ามีค่าต่ำ และค่าประสิทธิภาพของ Dye1 มีค่าต่ำที่สุดเนื่องจากไม่มีหมู่คาร์บอกซิลิกซึ่งเป็นหมู่ที่จำเป็นสำหรับยึดเกาะกับไทเทเนียมไดออกไซด์อีกทั้งค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงมีค่าต่ำที่สุด