前言
近期，華東理工大學解永樹教授團隊，在 Chin. Chem. Lett. 上發表題為“Efficient dye-sensitized solar cells based on doubly concerted companion dyes with bulky branched chains on the donors and optimized linkage Length.“的研究論文（DOI: https://doi.org/10.1016/j.cclet.2025.111863）。該團隊在前期發展的協同伴侶染料基礎上，對給體端烷基鏈進行優化，開發出染料XW98-XW100。其中，XW99 的光電轉換效率創下了碘電解質 DSSCs 新紀錄。
論文標題截圖 Twitter關注過萬 推文摘要 染料敏化太陽能電池（DSSCs）具有制備簡便、成本低廉、顏色豐富等優勢，是太陽能高效利用的重要手段之一。其中，染料單元可捕獲光能，直接決定著器件的光電轉換效率。作為葉綠素的類似物，卟啉是有潛力的染料單元。近年來，解永樹教授課題組基于卟啉染料，提出“協同伴侶染料”策略，通過共價鍵將卟啉染料單元與光譜互補的有機小分子染料單元相連接，創制了協同伴侶染料，實現了全光譜吸收，提升了光電轉換效率，為發展高性能 DSSCs提供了新思路 (J. Am. Chem. Soc., 2020, 142, 5154)。近期，該課題組在卟啉和小分子單元中分別引入正己基鏈取代的吩噻嗪和芴基吲哚啉給體，合成了協同伴侶染料 XW96。己基鏈的引入有效抑制了染料聚集與電荷復合，將碘電解質 DSSCs 效率提升至12.50% （J. Mater. Chem. A，2025, 13, 4176）。 圖文摘要 主要內容
基于協同伴侶染料XW96，本工作將正己基換成位阻更大的支鏈型 2-乙基己基，合成了染料XW98，并進一步優化受體端連接鏈長度，合成了染料 XW99 與 XW100。結果表明，因枝狀烷基空間位阻過大而受體端連接鏈較短（7個鍵）等原因，XW98 分子嚴重扭曲，吸附量下降，光電轉換效率低于 XW96。而 XW100 染料則由于連接鏈太長（9個鍵），在 TiO2 表面存在較大比例的單錨定吸附，光伏性能也沒有明顯改善。值得指出的是，XW99 中的受體端連接單元鏈長（8個鍵）與給體尺寸匹配較好，染料吸附量明顯提升，抑制電子復合能力增強，最終獲得 12.54% 的光電轉換效率，實現碘電解質 DSSCs 效率的突破，為今后設計高性能染料提供了重要思路。
作者簡介
解永樹，華東理工大學教授，博士生導師，針對新型卟啉結構的創制與功能化、光譜與分子間聚集調控等問題，開展系統研究，建立了新型卟啉合成策略，豐富其光譜調控手段，拓展其聚集性能調控途徑，實現了碘電解質染料敏化電池的最高光電轉換效率。迄今共發表 SCI 收錄論文 250 余篇，獲美國發明專利授權 2 項。目前負責國家自然科學基金重點項目，已負責完成多項國家自然科學基金面上項目、重大研究計劃子課題及國際合作與交流項目，并參與基金委創新研究群體等項目。曾先后入選上海市浦江人才、教育部新世紀優秀人才、上海市東方學者特聘教授及其跟蹤計劃及上海市優秀學術帶頭人。
文獻信息 原文鏈接： https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1001841725010411
