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TWI465521B - 染料敏化的太陽能電池 - Google Patents

染料敏化的太陽能電池 Download PDF

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TWI465521B
TWI465521B TW098107315A TW98107315A TWI465521B TW I465521 B TWI465521 B TW I465521B TW 098107315 A TW098107315 A TW 098107315A TW 98107315 A TW98107315 A TW 98107315A TW I465521 B TWI465521 B TW I465521B
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TW
Taiwan
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alkyl
aryl
substituted
heteroaryl
Prior art date
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TW098107315A
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English (en)
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TW200946599A (en
Inventor
Kazuhiko Kunimoto
Hiroshi Yamamoto
Shinji Nakamichi
Ryuichi Takahashi
Junichi Tanabe
Original Assignee
Ciba Holding Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Ciba Holding Inc filed Critical Ciba Holding Inc
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Description

染料敏化的太陽能電池 發明領域
本發明係關於一包含有多孔薄膜之電極層,該多孔薄膜係由經某種次甲基染料(methin dyes)敏化之氧化物半導體微粒子製成。再者,本發明係關於一包含前述電極層的光電轉換裝置,一包含前述光電轉換裝置之染料敏化太陽能電池以及關於一新穎次甲基染料。
發明背景
CN-C-1253436、JP-A-2005/082678及JP-A-2007/149570揭露了包含一些次甲基染料之光電轉換裝置。
US-A-2004/0260093及WO-A-2006/097334敘述某些次甲基染料,特別係香豆素染料,作為用於其它蛋白質間的光學標記。
發明概要
本發明的發現係經某種次甲基染料敏化的光電轉換裝置具有優異的整體性質,尤其係其具有特別高的光-電功率轉換效率。
較佳實施例之詳細說明
本發明關於一包含有由式(I)之染料敏化之氧化物半導體微顆粒製造的電極層,
其中A係吡啶鎓*Y- 、喹啉(quinolinium)鎓*Y- 或異喹啉鎓*Y- ,較佳地係吡啶鎓*Y- 或喹啉鎓*Y- ,最佳地係吡啶鎓*Y- ,其各係未經取代或係經取代的;Y- 係一無機或有機陰離子,較佳係Cl- 、Br- 、l- 、SCN- 、BF4 - 、PF6 - 、ClO4 - 、SbF6 - 、AsF6 - 或一有機陰離子,其選自於由羧酸鹽、磺酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、膦酸鹽所構成之組群;N係0或1,較佳係0;R1 、R2 、R3 及R4 各自獨立地係H、-S(=O)2 OR7 、-S(=O)2 R7 、-S(=O)R7 、-S(=O)OR7 、氟化C1 -C8 烷基、一式(II)之基團或未經取代或經取代之C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基,C8 -C20 芳烯基(aralkenyl),C8 -C20 芳炔基,C4 -C20 環烷基,C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中該烷基及環烷基係連續的或由O、S、NR14 或其組合所中斷的;或R1 及R2 、R1 及R15 、R1 及R16 、R2 及R15 、R2 及R16 或R3 及R4 一起形成一未經取代或經取代之脂肪族5-、6-或7-員環;或R2 及R15 一起形成一未經取代或經取代之雜原子5-、6-或7-員環;或一A取代基,其鄰位於基團且若n係0,R2 或若n係1,R4 一起形成一未經取代或經取代之脂肪族5-、6-或7-員環;或R1 係D;或若D係式(IV)之基團,R1 及R18 可一起形成一未經取代或經取代之5-、6-或7-員環;有附帶條件係R1 -R4 之至少一者係氟化C1 -C8 烷基或R2 或R4 或兩者係-S(=O)2 OR7 、-S(=O)2 R7 、-S(=O)R7 、-S(=O)OR7 或式(II)之基團R5 係NR8 、N-OR8 、N-NR8 R9 、O或S;R6 係CO-SR7 、CO-NR7 -NR10 R11 、CO-NR7 -OR10 、CO-O-CO-R7 、CO-NR7 -CO-R10 、CO-NR7 -CO-OR10 、CO-NR7 -CO-NR10 R11 、NR7 R10 、OR7 、SR7 、NR7 -NR10 R11 、NR7 -OR10 、O-CO-R7 ,O-CO-OR7 、O-CO-NR7 R10 、NR7 -CO-R10 、NR7 -CO-OR10 、NR7 -CO-NR10 R11 、CO-R7 、CO-OR7 、CO-NR7 R10 、NR12 -C(=NR13 )R7 或未經取代或經取代之C1 -C20 烷基、C6 -C20 芳基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基,C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中該烷基及環烷基係連續的或經O、S、NR14 或其組合所中斷;R8 及R9 各自獨立地係H或未經取代或經取代之C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中該烷基及環烷基係連續的或經O、S、NR14 或其組合所中斷;R7 、R10 及R11 各自獨立地係H或未經取代或經取代之C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C3 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中烷基及環烷基係連續的或經O、S、NR14 或其組合所中斷;或R7 或R10 與R1 -R4 之基團形成一未經取代或經取代之脂肪族5-、6-或7-員環,該R1 -R4 之基團係接附到與包含有R7 或R10 之R1 -R4 基團相同雙鍵者;或若R7 或R10 係R2 之部份,其可與R15 或R16 一起形成一未經取代或經取代之脂肪族6-或7-員環;或若R7 或R10 係R2 一部份且n係0或係R4 之部份且n係1,其可與一鄰位於基團之A取代基一起形成一未經取代或經取代之脂肪族5-、6-或7-員環;R12 及R13 一起形成一未經取代或經取代之5-、6-或7-員環;R14 獨立地係H或未經取代或經取代之C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C5 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基;D獨立地係一式(III)或(IV)之基團,較佳地係式(III)之基團,R17 及R18 各自獨立地係未經取代或經取代之C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基,C4 -C24 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中該烷基及環烷基係連續的或由O、S、NR14 或其組合所中斷;或R17 及R18 、R17 及R22 、R17 及R20 以及/或R18 及R19 一起形成一未經取代或經取代之5-、6-或7-員環;R15 、R16 、R19 、R20 、R21 、R22 、R23 及R24 獨立地係H、NR25 R26 、OR25 、SR25 、NR25 -NR26 R27 、NR25 -OR26 、O-CO-R25 、O-CO-OR25 、O-CO-NR25 R26 、NR25 -CO-R26 、NR25 -CO-OR26 、NR25 -CO-NR26 R27 、CO-R25 、CO-OR25 、CO-NR25 R26 、S-CO-R25 、CO-SR25 、CO-NR25 -NR26 R27 、CO-NR25 -OR26 、CO-O-CO-R25 、CO-O-CO-OR25 、CO-O-CO-NR25 R26 、CO-NR25 -CO-R26 、CO-NR25 -CO-OR26 ,或未經取代或經取代之C1 -C20 烷基、C6 -C20 芳基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中烷基及環烷基係連續的或由O、S、NR14 或其組合所中斷的;R25 、R26 及R27 獨立地係H或未經取代或經取代之C1 -C20 烷基、C6 -C20 芳基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中烷基及環烷基係連續的或由O、S、NR14 或其組合所中斷的;有附帶條件係A或R1 -R4 之至少一者或A及R1 -R4 之至少一者包含一基團G,其中G係-R28 -COOH、-R28 -COO- Z+ 、-R28 -S(=O)2 OH、-R28 -S(=O)2 O- Z+ 、-R28 -O-S(=O)2 OH、-R28 -O-S(=O)2 O- Z+ 、-R28 -P(=O)(OH)2 、-R28 -P(=O)(O- Z+ )2 、-R28 -P(=O)(OH)(O- Z+ )、-R28 -O-P(=O)(OH)2 、-R28 -O-P(=O)(O- Z+ )2 、-R28 -O-P(=O)(OH)(O- Z+ );R28 係-直接的鍵結或未經取代或經取代之C1 -C20 伸烷基、C2 -C20 伸烯基、C2 -C20 伸炔基、C6 -C20 伸芳基,C4 -C9 伸雜芳基(heteroalkylene)、C7 -C11 伸芳烷基、C8 -C11 伸芳烯基、C8 -C11 伸芳炔基(aralkenylene)、C6 -C11 伸雜芳烷基(heteroaralkylene)、C7 -C11 伸雜芳烯基、C7 -C11 伸雜芳炔基(heteroaralkynylene)或C5 -C6 伸環烷基,較佳地,R28 係一直接鍵結或未經取代或經取代之C1 -C20 伸烷基,更佳地係一直接鍵結或未經取代或經取代之C1 -C6 伸烷基,又更佳地係一直接鍵結或未經取代或經取代之C1 -C3 伸烷基,最佳地係亞甲基;以及Z+ 係N(R14 )4 + 、Li+ 、Na+ 或K+ 或係式(I)之化合物之部分的一銨陽離子,如基團A之部分。
例如,A係吡啶鎓*Y- 、喹啉鎓*Y- 或異喹啉鎓*Y- ,較佳地係吡啶鎓*Y- 或喹啉鎓*Y- ,最佳地係吡啶鎓*Y- ,其各係未經取代或經取代的;Y- 係一無機或有機陰離子,較佳地係Cl-、 Br- 、l- 、SCN- 、BF4 - 、PF6 - 、ClO4 - 、SbF6 - 、AsF6 - 或一選自於由羧酸鹽、磺酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、膦酸鹽所構成之組群的有機陰離子;n係0或1,較佳地係0;R1 、R2 、R3 及R4 獨立地係H、-S(=O)2 OR7 、-S(=O)2 R7 、-S(=O)R7 、-S(=O)OR7 、氟化C1 -C8 烷基、式(II)之基團(II)或未經取代或經取代之C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中烷基及環烷基係連續的或由O、S、NR14 或其組合所中斷;或R1 和R2 、R1 和R15 、R1 和R16 、R2 和R15 、R2 和R16 或R3 和R4 一起形成一未經取代或經取代之脂肪族5-、6-或7-員環;或一A的取代基,其鄰位於基團之且若n係0,與R2 或若n係1,與R4 一起形成一未經取代或經取代之脂肪族5-、6-或7-員環;有一附帶條件係R1 -R4 之至少一者係氟化C1 -C8 烷基或R2 或R4 或兩者係-S(=O)2 OR7 、-S(=O)2 R7 、-S(=O)R7 、-S(=O)OR7 或式(II)之基團;R5 係NR8 、N-OR8 、N-NR8 R9 、O或S;R6 係CO-SR7 、CO-NR7 -NR10 R11 、CO-NR7 -OR10 、CO-O-CO-R7 、CO-NR7 -CO-R10 、CO-NR7 -CO-OR10 、CO-NR7 -CO-NR10 R11 、NR7 R10 、OR7 、SR7 、NR7 -NR10 R11 、NR7 -OR10 、O-CO-R7 、O-CO-OR7 、O-CO-NR7 R10 、NR7 -CO-R10 、NR7 -CO-OR10 、NR7 -CO-NR10 R11 、CO-R7 、CO-OR7 、CO-NR7 R10 、NR12 -C(=NR13 )R7 或未經取代或經取代之C1 -C20 烷基、C6 -C20 芳基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中烷基及環烷基係連續的或由O、S、NR14 或其組合所中斷;R8 及R9 獨立地係H或未經取代或經取代之C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基,C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中烷基以及環烷基係連續的或由O、S、NR14 或其組合所中斷的;R7 、R10 及R11 獨立地係H或未經取代或經取代之C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中烷基以及環烷基係連續的或由O、S、NR14 或其組合所中斷的;或R7 或R10 與R1 -R4 之基團形成一未經取代或經取代之脂肪族5-、6-或7-員環,該R1 -R4 之基團係被接附到與包含有R7 或R10 之R1 -R4 基團之雙鍵相同的雙鍵;或若R7 或R10 係R2 之部份,其可與R15 或R16 一起形成一未經取代或經取代之脂肪族6-或7-員環;或若R7 或R10 係R2 之部份且n係0或係R4 之部分且n係1,其可與鄰位於的A之取代基一起形成一未經取代或經取代之脂肪族5-、6-或7-員環;R12 以及R13 一起形成一未經取代或經取代之5-、6-或7-員環;R14 獨立地係H或未經取代或經取代之C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C5 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基;D係式(III)或(IV)之基團,較佳係式(III)的,
R17 及R18 獨立地係未經取代或經取代之C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中烷基及環烷基係連續的或由O、S、NR14 或其組合所中斷的;或R17 和R18 、R17 和R22 、R17 和R20 以及/或R18 和R19 一起形成一未經取代或經取代之5-、6-或7-員環;R15 、R16 、R19 、R20 、R21 、R22 、R23 及R24 獨立地係H、NR25 R26 、OR25 、SR25 、NR25 -NR26 R27 、NR25 -OR26 、O-CO-R25 、O-CO-OR25 、O-CO-NR25 R26 、NR25 -CO-R26 、NR25 -CO-OR26 、NR25 -CO-NR26 R27 、CO-R25 、CO-OR25 、CO-NR25 R26 、S-CO-R25 、CO-SR25 、CO-NR25 -NR26 R27 、CO-NR25 -OR26 、CO-O-CO-R25 、CO-O-CO-OR25 、CO-O-CO-NR25 R26 、CO-NR25 -CO-R26 、CO-NR25 -CO-OR26 ,或未經取代或經取代之C1 -C20 烷基、C6 -C20 芳基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中烷基以及環烷基係連續的或由O、S、NR14 或其組合所中斷的;R25 、R26 及R27 獨立地係H或未經取代或經取代之C1 -C20 烷基、C6 -C20 芳基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中烷基以及環烷基係連續的或由O、S、NR14 或其組合所中斷的;有附帶條件係A或R1 -R4 之至少一者或A及R1 -R4 之至少一者包含一基團G,其中G係-R28 -COOH、-R28 -COO- Z+ 、-R28 -S(=O)2 OH、-R28 -S(=O)2 O- Z+ 、-R28 -O-S(=O)2 OH、-R28 -O-S(=O)2 O- Z+ 、-R28 -P(=O)(OH)2 、-R28 -P(=O)(O- Z+ )2 、-R28 -P(=O)(OH)(O- Z+ )、-R28 -O-P(=O)(OH)2 、-R28 -O-P(=O)(O- Z+ )2 、-R28 -O-P(=O)(OH)(O- Z+ );R28 係一直接鍵結或未經取代或經取代之C1 -C20 伸烷基、C2 -C20 伸烯基、C2 -C20 伸炔基、C6 -C20 伸芳基、C4 -C9 伸雜芳基、C7 -C11 伸芳烷基、C8 -C11 伸芳烯基、C8 -C11 伸芳炔基、C6 -C11 伸雜芳烷基、C7 -C11 伸雜芳烯基、C7 -C11 伸雜芳炔基或C5 -C6 伸環烷基,較佳係一直接鍵結或未經取代或經取代之C1 -C20 伸烷基,更佳係一直接鍵結或一未經取代或經取代之C1 -C6 伸烷基,再更佳係一直接鍵結或未經取代或經取代之C1 -C3 伸烷基,最佳係亞甲基;以及Z+ 係N(R14 )4 + 、Li+ 、Na+ 或K+ 或係式(I)之化合物之部分的一銨陽離子,如基團A之部分。
當然,R1 -R4 之至少一者係氟化C1 -C8 烷基或係R2 或R4 或兩者係-S(=O)2 OR7 、-S(=O)2 R7 、-S(=O)R7 、-S(=O)OR7 或一基團式(II)之附帶條件係待被了解的,於是n係0,R1 或R2 係氟化C1 -C8 烷基或係R2 係-S(=O)2 OR7 、-S(=O)2 R7 、-S(=O)R7 、-S(=O)OR7 或一式(II)之基團。
例如,A係一式(V)-(IX)之基團,較佳地係一(V)-(VII)之基團,最佳地係一(V)之基團
Y- 係Cl- 、Br- 、l- 、SCN- 、BF4 - 、PF6 - 、ClO4 - 、SbF6 - 、AsF6 - 或一選自於由C1 -C20 烷基-COO- 、C6 -C20 芳基-COO- 、C1 -C20 烷基-S(=O)2 O- 、C6 -C20 芳基-S(=O)2 O- 、C1 -C20 烷基-O-S(=O)2 O- 、C6 -C20 芳基-O-S(=O)2 O- ,C1 -C20 烷基-P(=O)2 O- 、C6 -C20 芳基-P(=O)2 O- 、C1 -C20 烷基-O-P(=O)2 O- 以及C6 -C20 芳基-O-P(=O)2 O- ,所構成之組群的有機陰離子,其中芳基係未經取代或由1至4 C1 -C20 烷基取代,或Y- 係一陰離子基團,其係一式(I)化合物的部份且係選自於由COO- 、S(=O)2 O- 、O-S(=O)2 O- 、P(=O)(O- )(O- Z+ )、P(=O)(OH)(O- )、O-P(=O)(O- )(O- Z+ )、O-P(=O)(OH)(O- )所構成之組群,較佳地,Y- 係Cl- 、Br- 、l- 、SCN- 、BF4 - 、PF6 - 、ClO4 - 、SbF6 - 、AsF6 - 或一選自於由C1 -C20 烷基-COO- 、C6 -C20 芳基-COO- 、C1 -C20 烷基-S(=O)2 O- 、C6 -C20 芳基-S(=O)2 O- 、C1 -C20 烷基-P(=O)2 O- 及C6 -C20 芳基-P(=O)2 O- 所構成之組群的有機陰離子,其中芳基係未經取代或經1至4個C1 -C20 烷基所取代,或Y- 係一陰離子基團,其係一式(I)化合物之部份且係選自於由COO- 、S(=O)2 O- 、P(=O)(O- )(O- Z+ )及P(=O)(OH)(O- );更佳地,Y- 係Cl- 、Br- 、l- 、SCN- 、BF4 - 、PF6 - 、ClO4 - 、SbF6 - 、AsF6 - 或一選自於由C1 -C20 烷基-COO- 、C6 -C20 芳基-COO- 、C1 -C20 烷基-S(=O)2 O- 、C6 -C20 芳基-S(=O)2 O- 、C1 -C20 烷基-P(=O)2 O- 及C6 -C20 芳基-P(=O)2 O- 所構成之群組的有機陰離子,其中該芳基係未經取代或經1至4個C1 -C20 烷基所取代,或Y- 係一陰離子基團,其係一式(I)化合物之部份且選自於由COO- 所構成之組群;又更佳地,Y- 係Cl- 、Br- 、l- 或一係C6 -C20 芳基-S(=O)2 O- 之有機陰離子,其中該芳基係經1至4(例如,1)個C1 -C20 烷基所取代;最佳地,Y- 係Br- ;R29 係G、C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C5 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中該烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基、環烷基、環烯基及環炔基係未經取代或經氟、吡啶鎓*Y- 、喹啉鎓*Y- 或異喹啉鎓*Y- 所取代,其中該吡啶鎓、喹啉鎓及異喹啉鎓係未經取代或經G、C1 -C20 烷基或其組合所取代;R30 、R31 、R32 、R33 、R34 及R35 獨立地係G、H、鹵素、吡啶鎓*Y- 、喹啉鎓*Y- 、異喹啉鎓*Y- 、C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C5 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中該吡啶鎓、喹啉鎓、異喹啉鎓烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基、環烷基、環烯基以及環炔基係未經取代或經鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’、S(=O)2 OR14 、S(=O)2 O- Z+ 或其組合所取代,且該芳基及雜芳基可進一步被1-4 C1 -C20 烷基所取代,且其中該吡啶鎓、喹啉鎓及異喹啉鎓可進一步被G、C1 -C20 烷基或其組合所取代;或R29 -R35 之兩鄰位之基團一起形成三亞甲基、四亞甲基或五亞甲基,其各係未經取代或經G,苯并基、R14 或其組合所取代。
n係0或1;R1 、R2 、R3 及R4 獨立地係H、-S(=O)2 OR7 、-S(=O)2 R7 、-S(=O)R7 、-S(=O)OR7 、氟化C1 -C8 烷基、一式(II)之基團、C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中該烷基及環烷基係連續的或經O、S、NR14 或其組合所中斷,且其中烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基、環烷基、環烯基及環炔基係未經取代或經G、鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’、S(=O)2 OR14 、S(=O)2 O- Z+ 或其組合所取代,且該芳基及雜芳基可進一步由C1 -C20 烷基、氟化C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基、C6 -C20 環炔基或其組合所取代;或R1 係D;或R1 和R15 或R1 和R16 一起形成伸乙基、三亞甲基、四亞甲基、亞甲基-O、O-亞甲基、伸乙基-O、O-伸乙基、三亞甲基-O、O-三亞甲基、亞甲基-NR14 、NR14 -亞甲基、伸乙基-NR14 、NR14 -伸乙基、三亞甲基-NR14 或NR14 -三亞甲基因此形成一脂肪族5-、6-或7-員環;或R2 和R15 一起形成-O-、-S-或-NR14 -;或若D係式(IV)之基團,R1 及R18 可與N-原子一起形成且R17 及R18 被接附至,其中於各個該等基團中,一或多個H-原子可以被C1 -C20 烷基、C1 -C20 亞烷基、苯基或其組合所取代,於各前述基團中,二孿(geminal)H-原子可被C1 -C20 亞烷基所取代,及/或於各前述基團中,而鄰位H-原子可被苯并基、三亞甲基或四亞甲基所取代;有一附帶條件係R1 -R4 之至少一者係氟化C1 -C8 烷基或係R2 或R4 或兩者係-S(=O)2 OR7 、-S(=O)2 R7 、-S(=O)R7 、-S(=O)OR7 或一式(II)之基團;R5 係NR8 、N-OR8 、N-NR8 R9 、O或S;R6 係NR7 R10 、OR7 、SR7 、NR7 -NR10 R11 、NR7 -OR10 、O-CO-R7 、O-CO-OR7 、O-CO-NR7 R10 、NR7 -CO-R10 、NR7 -CO-OR10 、NR7 -CO-NR10 R11 、CO-R7 、CO-OR7 、CO-NR7 R10 、C1 -C20 烷基、C6 -C20 芳基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中該烷基及環烷基係連續的或由O、S、NR14 或其組合所中斷,以及其中該烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基、環烷基、環烯基及環炔基係未經取代或經G、鹵素、S-R14 ,O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’、S(=O)2 OR14 、S(=O)2 O- Z+ 或其組合所取代,以及該芳基及雜芳基可進一步經C1 -C20 烷基、氟化C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基、C6 -C20 環炔基或其組合所取代;R8 及R9 獨立地係H、C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中該烷基及環烷基係連續的或由O、S、NR14 或其組合所中斷的,以及其中該烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基、環烷基、環烯基及環炔基係未經取代或經G、鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’、S(=O)2 OR14 、S(=O)2 O- Z+ 或其組合所取代的,以及該芳基及雜芳基可進一步經C1 -C20 alkyl,氟化C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基、C6 -C20 環炔基或其組合所取代;R7 、R10 及R11 獨立地係H、C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C3 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中該烷基及環烷基係連續的或由O、S、NR14 或其組合所中斷的,以及其中該烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基、環烷基、環烯基及環炔基係未經取代或經G、鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’、S(=O)2 OR14 、S(=O)2 O- Z+ 或其組合所取代,以及該芳基及雜芳基可進一步經C1 -C20 烷基、氟化C1 -C20 烷基、氟化O-C1 -C20 烷基、-CN、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基、C6 -C20 環炔基或其組合所取代;或為R2 部分之R7 或R10 與R1 一起形成一直接鍵結、亞甲基或伸乙基而因此形成一脂肪族5-、6-或7-員環;或為R4 部分之R7 或R10 與R3 一起形成一直接鍵結、亞甲基或伸乙基而因此形成一脂肪族5-、6-或7-員環;或若R7 或R10 係R2 之部份,其可與R15 或R16 一起形成一直接鍵結或亞甲基而因此形成一脂肪族6-或7-員環;或R7 或R10 係R2 之部分且n係0或係R4 之部分且n係1,其可與一鄰位於的A之取代基一起形成一直接鍵結、亞甲基或伸乙基而因此形成一脂肪族5-、6-或7-員環;R14 、R14 ’獨立地係H、C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C5 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基;
D獨立地係一式(III)或(IV)之基團
R17 及R18 獨立地係茀基、C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C24 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中該茀基、烷基及環烷基係連續的或經O、S、NR14 或其組合所中斷的,以及其中該烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基、環烷基、環烯基及環炔基係未經取代或經四氫呋喃基、鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’、S(=O)2 OR14 、S(=O)2 O- Z+ 或其組合所取代,以及該茀基、芳基及雜芳基可進一步經順丁烯二酐基(maleic anhydridyl)、順丁烯二醯亞氨基(maleimidyl)、茚基、C1 -C2 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基、C6 -C20 環炔基或其組合所取代,其中該順丁烯二酐基及順丁烯二醯亞氨基係未經取代或經C1 -C20 烷基、C6 -C20 芳基、苯基-NR14 R14 ’或其組合所取代;或R17 及R18 與N一起形成,其連接至哌啶基、六氫吡基(piperazinyl)、嗎福啉基(morpholinyl)、咪唑啶基或吡咯啶基(pyrrollidinyl),其各係未經取代或經C1 -C20 烷基、C1 -C20 亞烷基、苯并基、三亞甲基、四亞甲基或其組合所取代,其係未經取代或經鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’、S(=O)2 OR14 、S(=O)2 O- Z+ 或其組合所取代;或R17 和R22 、R17 和R20 及/或R18 和R19 與N-原子一起形成,R17 及R18 係連接至
,其中於各前述基團中,一或多個H-原子可被C1 -C20 烷基、C1 -C20 亞烷基、苯基或其組合所取代,於各前述基團中,二孿H-原子可被C1 -C20 亞烷基所取代,及/或於各前述基團中,二鄰位H-原子可被苯并基、三亞甲基或四亞甲基所取代,其中該苯并基係未經取代或經取代甲基(茀基-9-亞基)(methyl(fluoren-9-ylidene))所取代;R15 、R16 、R19 、R20 、R21 、R22 、R23 及R24 獨立地係H、NR25 R26 、OR25 、SR25 、NR25 -NR26 R27 、NR25 -OR26 、O-CO-R25 、O-CO-OR25 、O-CO-NR25 R26 、NR25 -CO-R26 、NR25 -CO-OR26 、NR25 -CO-NR26 R27 、CO-R25 、CO-OR25 、CO-NR25 R26 、CO-SR25 、CO-NR25 -NR26 R27 、CO-NR25 -OR26 、CO-O-CO-R25 、CO-O-CO-OR25 、CO-O-CO-NR25 R26 、CO-NR25 -CO-R26 、CO-NR25 -CO-OR26 、C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中該烷基及環烷基係連續的或經O、S、NR14 或其組合所中斷的,以及其中該烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基、環烷基、環烯基及環炔基係未經取代或經鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’、S(=O)2 OR14 ’S(=O)2 O- Z+ 或其組合所取代,以及該芳基及雜芳基可進一步由C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基、C6 -C20 環炔基或其組合所取代;R25 、R26 及R27 獨立地係H、C1 -C20 烷基、C6 -C20 芳基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中該烷基及環烷基係連續的或經O、S、NR14 或其組合所中斷,以及其中該烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基、環烷基、環烯基及環炔基係未經取代或經吡啶鎓*Y- 、順丁烯二酐基、順丁烯二醯亞氨基、鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’、S(=O)2 OR14 、S(=O)2 O- Z+ 或其組合所取代,以及該芳基及雜芳基可進一步被C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基、C6 -C20 環炔基或其組合所取代,其中該吡啶鎓、順丁烯二酐基、順丁烯二醯亞氨基係未經取代或經C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C6 -C20 芳基-O-R14 、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基、C6 -C20 環炔基、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’或其組合所取代;有附帶條件係R29 -R35 之至少一者或R1 -R4 之至少一者或R29 -R35 之至少一者及R1 -R4 之至少一者包含基團G;其中G係-R28 -COOH、-R28 -COO- Z+ 、-R28 -S(=O)2 OH、-R28 -S(=O)2 O- Z+ 、-R28 -O-S(=O)2 OH、-R28 -O-S(=O)2 O- Z+ 、-R28 -P(=O)(OH)2 、-R28 -P(=O)(O- Z+ )2 、-R28 -P(=O)(OH)(O- Z+ )、-R28 -O-P(=O)(OH)2 、-R28 -O-P(=O)(O- Z+ )2 、-R28 -O-P(=O)(OH)(O- Z+ );R28 係一直接鍵結或C1 -C20 伸烷基、C2 -C20 伸烯基、C2 -C20 伸炔基、C6 -C20 伸芳基、C4 -C9 伸雜芳基、C7 -C11 伸芳烷基、C8 -C11 伸芳烯基、C8 -C11 伸芳炔基、C6 -C11 伸雜芳烷基、C7 -C11 伸雜芳烯基、C7 -C11 伸雜芳炔基或C5 -C6 伸環烷基,其中各前述基團係未經取代或經鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’、S(=O)2 OR14 ,S(=O)2 O- Z+ 或其組合所取代,以及該伸芳基及伸雜芳基可進一步被1-4C1 -C20 烷基所取代;Z+ 係N(R14 )4 + 、Li+ 、Na+ 或K+ 或係陽離子基團,其係式(I)之化合物的物份,如基團A之部分;或式(I)之化合物係二聚物且R6 、R7 、R10 、R29 -R35 之一者係R36 ,或R1,R2
,或R30 -R35 之一者係
A’係如同對於A之界定;D’係如同對於D之界定;R1 ’係如同對於R1 之界定;R2 ’係如同對於R2 之界定;R3 ’係如同對於R3 之界定;R4 ’係如同對於R4 之界定;R1 ”、R2 ”、R3 ”、R4 ”係R36 ;R18 ’係R37 ;R20 ’及R21 ’係R37 、O-R37 -O、S-R37 -S、NR14 -R37 -NR14 ’、CO-R37 -CO、CO-O-R37 -O-CO、CO-NR14 -R37 -NR14 ’-CO、CO-S-R37 -S-CO、O-CO-R37 -CO-O、NR14 -CO-R37 -CO-NR14 ’或S-CO-R37 -CO-S;R36 係如對於R37 之界定,其中該伸烷基、伸烯基、伸炔基、伸芳基、伸雜芳基、伸芳烷基、伸芳烯基、伸芳炔基、伸環烷基、伸烷基-伸芳基-伸烷基、伸環烯基及伸環炔基可進一步經G所取代;R37 係C1 -C20 伸烷基、C2 -C20 伸烯基,C2 -C20 伸炔基、C6 -C20 伸芳基、C4 -C20 伸雜芳基、C7 -C20 伸芳烷基、C8 -C20 伸芳烯基、C8 -C20 伸芳炔基、C4 -C20 伸環烷基、C1 -C8 伸烷基-C6 -C20 伸芳基-C1 -C8 伸烷基(例如,)、C5 -C20 伸環烯基或C6 -C20 伸環炔基,其中該伸烷基及伸環烷基係連續的或經O、S、NR14 或其組合所中斷的,且其中該伸烷基、伸烯基、伸炔基、伸芳基、伸雜芳基、伸芳烷基、伸芳烯基、伸芳炔基、伸環烷基、伸烷基-伸芳基-伸烷基、伸環烯基及伸環炔基係未經取代或經氟所取代以及其中該伸芳基、伸雜芳基及芳基可進一步由C1 -C20 烷基、氟化C1 -C20 烷基或其組合所取代,較佳地R37 係C1 -C20 伸烷基;以及其餘的取代基如上所界定。
例如,A係式(V)-(IX)之基團,較佳地係一式(V)-(VII)之基團,最佳地係式(V)之基團,
Y- 係Cl- 、Br- 、1-、SCN- 、BF4 - 、PF6 - 、ClO4 - 、SbF6 - 、AsF6 - 或一有機陰離子,其選自於由C1 -C20 烷基-COO- 、C6 -C20 芳基-COO- 、C1 - C20 烷基-S(=O)2 O- 、C6 - C20 芳基-S(=O)2 O- 、C1 -C20 烷基-O-S(=O)2 O- 、C6 -C20 芳基-O-S(=O)2 O- 、C1 -C20 烷基-P(=O)2 O- 、C6 -C20 芳基-P(=O)2 O- 、C1 -C20 烷基-O-P(=O)2 O- 及C6 -C20 芳基-O-P(=O)2 O- 所構成之組群,其中該芳基是未經取代或經1至4個C1 -C20 烷基所取代,或Y- 係一陰離子基團,其係一式(I)之化合物的部分且選自於由COO- 、S(=O)2 O- 、O-S(=O)2 O- 、P(=O)(O- )(O- Z+ )、P(=O)(OH)(O- )、O-P(=O)(O- )(O- Z+ )、O-P(=O)(OH)(O- )所構成之組群;較佳地,Y- 係Cl- 、Br- 、l- 、SCN- 、BF4 - 、PF6 - 、ClO4 - 、SbF6 - 、AsF6 - 或一有機陰離子選自於由C1 -C20 烷基-COO- ,C6 -C20 芳基-COO- ,C1 -C20 烷基-S(=O)2 O- ,C6 -C20 芳基-S(=O)2 O- ,C1 -C20 烷基-P(=O)2 O- 及C6 -C20 芳基-P(=O)2 O- 所構成之組群,其中該芳基係未經取代或經1至4個C1 -C20 烷基所取代,或Y- 係一陰離子基團,其係一式(I)化合物的部分且係選自於有COO- 、S(=O)2 O- 、P(=O)(O- )(O- Z+ )及P(=O)(OH)(O- )所構成之組群;更佳地Y- 係Cl- 、Br- 、l- 、SCN- 、BF4 - 、PF6 - 、C1O4 - 、SbF6 - 、AsF6 - 或一有機陰離子,其係選自於由C1 -C20 烷基-COO- 、C6 -C20 芳基-COO- 、C1 -C20 烷基-S(=O)2 O- 、C6 -C20 芳基-S(=O)2 O- 、C1 -C20 烷基-P(=O)2 O- 及C6 -C20 芳基-P(=O)2 O- 所構成之組群,其中該芳基係未經取代或經1至個4C1 -C20 烷基所取代,或Y- 係一陰離子基團,其係一式(I)之化合物的部份且選自於由COO- 所構成之組群;又更佳地,Y- 係C1- 、Br- 、1- ,最佳地Y- 是Br- ;R29 係G、C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C5 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中該烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基、環烷基、環烯基及環炔基係未經取代的或經氟、吡啶鎓* Y- 、喹啉鎓* Y- 或異喹啉鎓* Y- 所取代,其中該吡啶鎓、喹啉鎓及異喹啉鎓係未經取代或經G、C1 -C20 烷基所取代或其組合;R30 、R31 、R32 、R33 、R34 及R35 獨立地係G、H、鹵素、吡啶鎓*Y- 、喹啉鎓*Y- 、異喹啉鎓*Y- 、C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C5 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中吡啶鎓、喹啉鎓、異喹啉鎓、烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基、環烷基、環烯基及環炔基係未經取代或經鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’、S(=O)2 OR14 、S(=O)2 O- Z+ 或其組合所取代,以及該芳基及雜芳基可進一步經1-4個C1 -C20 烷基所取代,且其中該吡啶鎓、喹啉鎓及異喹啉鎓可進一步由G、C1 -C20 烷基或其組合所取代;或R29 -R35 之二鄰位基團一起形成三亞甲基、四亞甲基或五亞甲基,其各係未經取代或經G、苯并基、R14 或其組合所取代。
n係0或1;R1 、R2 、R3 及R4 獨立地係H、-S(=O)2 OR7 、-S(=O)2 R7 、-S(=O)R7 、-S(=O)OR7 、氟化C1 -C8 烷基、式(II)之基團、C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C2 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中該烷基及環烷基係連續的或經O、S、NR14 或其組合所中斷的,以及其中該烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基、環烷基、環烯基及環炔基係未經取代或經G、鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’、S(=O)2 OR14 、S(=O)2 O- Z+ 或其組合所取代,以及芳基及雜芳基可進一步由C1 -C20 烷基、氟化C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基、C6 -C20 環炔基或其組合所取代;或R1 和R15 或R1 和R16 一起形成伸乙基、三亞甲基、四亞甲基、亞甲基-O、O-亞甲基、伸乙基-O、O-伸乙基、三亞甲基-O、O-三亞甲基、亞甲基-NR14 、NR14 -亞甲基、伸乙基-NR14 、NR14 -伸乙基、三亞甲基-NR14 或NR14 -三亞甲基而因此形成一脂肪族5-、6-或7-員環;有附帶條件係R1 -R4 之至少一者係氟化C1 -C8 烷基或係R2 或R4 或兩者係-S(=O)2 OR7 、-S(=O)2 R7 ,-S(=O)R7 、-S(=O)OR7 或式(II)之基團;R5 係NR8 、N-OR8 、N-NR8 R9 、O或S;R6 係NR7 R10 、OR7 、SR7 、NR7 -NR10 R11 、NR7 -OR10 、O-CO-R7 、O-CO-OR7 、O-CO-NR7 R10 、NR7 -CO-R10 、NR7 -CO-OR10 、NR7 -CO-NR10 R11 、CO-R7 、CO-OR7 、CO-NR7 R10 、C1 -C20 烷基、C6 -C20 芳基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中該烷基及環烷基係連續的或經O、S、NR14 或其組合所中斷的,且其中該烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基、環烷基、環烯基及環炔基係未經取代的或經G、鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’、S(=O)2 OR14 、S(=O)2 O- Z+ 或其組合所取代,以及該芳基和雜芳基可進一步經C1 -C20 烷基、氟化C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基、C6 -C20 環炔基或其組合所取代;R8 及R9 獨立地係H、C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中該烷基及環烷基係連續的或經O、S、NR14 或其組合所中斷,以及其中該烷基、烯基,炔基,芳基、雜芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基、環烷基、環烯基及環炔基係未經取代或經G、鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’、S(=O)2 OR14 、S(=O)2 O- Z+ 或其組合所取代,且其中該芳基及雜芳基可進一步經C1 -C20 烷基、氟化C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基、C6 -C20 環炔基或其組合所取代;R7 、R10 及R11 獨立地係H、C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中該烷基及環烷基係連續的或經O、S、NR14 或其組合所中斷,且其中該烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基、環烷基、環烯基及環炔基係未經取代或經G,鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’、S(:O)2 OR14 、S(:O)2 O- Z+ 或其組合所取代,且該芳基及雜芳基可進一步經C1 -C20 烷基、氟化C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基、C6 -C20 環炔基或其組合所取代;或者為R2 之部分的R7 或R10 與R1 一起形成一直接鍵結、亞甲基或伸乙基而因此形成一脂肪族5-、6-或7-員環;或者為R4 部份之R7 或R10 與R3 一起形成一直接鍵結、亞甲基或伸乙基而因此形成一脂肪族5-、6-或7-員環;或若R7 或R10 係R2 之部份,其可與R15 或R16 一起形成一直接鍵結或亞甲基而因此形成一脂肪族6-或7-員環;或若R7 或R10 係R2 之部分且n係0或係R4 之部分且n係1,其可與一鄰位於基團的A之取代基一起形成一直接鍵結、亞甲基或伸乙基而因此形成一脂肪族5-、6-或7-員環;R14 、R14 ’獨立地係H、C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C5 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基;
D係式(III)或(IV)之基團
R17 及R18 獨立地係茀基、C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中該茀基、烷基及環烷基係連續的或經O、S、NR14 或其組合所中斷,且其中該烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基、環烷基、環烯基及環炔基係未經取代或經四氫呋喃基、鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’、S(=O)2 OR14 、S(=O)2 O- Z+ 或其組合所取代,且該茀基、芳基及雜芳基可進一步經順丁烯二酐基、順丁烯二醯亞氨基、茚基、C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基、C6 -C20 環炔基或其組合所取代,其中該順丁烯二酐基及順丁烯二醯亞氨基係未經取代或經C1 -C20 烷基、C6 -C20 芳基、苯基-NR14 R14 ’或其組合所取代;或R17 及R18 與N一起形成,其被連接至哌啶基、六氫吡基、嗎福啉基、咪唑啶基或吡咯啶基,其各係未經取代或經C1 -C20 烷基、C1 -C20 亞烷基、苯并基、三亞甲基、四亞甲基或其組合所取代,其係未經取代或經鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’、S(=O)2 OR14 、S(=O)2 O- Z+ 或其組合所取代;或R17 和R22 、R17 和R20 及/或R18 和R19 與一起形成N-原子,R17 及R18 被連接至
,其中於各前述基團中,一或多個H-原子可被C1 -C20 烷基、C1 -C20 亞烷基、苯基或其組合所取代,於各前述基團中,二孿H-原子可被C1 -C20 亞烷基所取代,及/或於各前述基團中,二鄰位H-原子可被苯并基、三亞甲基或四亞甲基所取代;R15 、R16 、R19 、R20 、R21 、R22 、R23 及R24 獨立地係H、NR25 R26 、OR25 、SR25 、NR25 -NR26 R27 、NR25 -OR26 、O-CO-R25 、O-CO-OR25 、O-CO-NR25 R26 、NR25 -CO-R26 、NR25 -CO-OR26 、NR25 -CO-NR26 R27 、CO-R25 、CO-OR25 、CO-NR25 R26 、CO-SR25 、CO-NR25 -NR26 R27 、CO-NR25 -OR26 、CO-O-CO-R25 、CO-O-CO-OR25 、CO-O-CO-NR25 R26 、CO-NR25 -CO-R26 、CO-NR25 -CO-OR26 、C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中該烷基及環烷基係連續的或經O、S、NR14 或其組合所中斷,以及其中該烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基、環烷基、環烯基及環炔基係未經取代或經鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’、S(=O)2 OR14 、S(=O)2 O- Z+ 或其組合所取代,以及該芳基及雜芳基可進一步經C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基、C6 -C20 環炔基或其組合所取代;R25 、R26 及R27 獨立地係H、C1 -C20 烷基、C6 -C20 芳基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中該烷基及環烷基係連續的或由O、S、NR14 或其組合所中斷,以及其中該烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基、環烷基、環烯基及環炔基係未經取代或經吡啶鎓*Y- 、順丁烯二酐基、順丁烯二醯亞氨基、鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’、S(=O)2 OR14 、S(=O)2 O- Z+ 或其組合所取代,以及該芳基及雜芳基可進一步經C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基、C6 -C20 環炔基或其組合所取代,其中該吡啶鎓、順丁烯二酐基、順丁烯二醯亞氨基係未經取代的或經C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C6 -C20 芳基-O-R14 、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基、C6 -C20 環炔基、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’或其組合所取代;有附帶條件係R29 -R35 之至少一者或R1 -R4 之至少一者或R29 -R35 之至少一者及R1 -R4 之至少一者包含一基團G;其中G係-R28 -COOH、-R28 -COO- Z+ 、-R28 -S(=O)2 OH、-R28 -S(=O)2 O- Z+ 、-R28 -O-S(=O)2 OH、-R28 -O-S(=O)2 O- Z+ 、-R28 -P(=O)(OH)2 、-R28 -P(=O)(O- Z+ )2 、-R28 -P(=O)(OH)(O- Z+ )、-R28 -O-P(=O)(OH)2 、-R28 -O-P(=O)(O- Z+ )2 、-R28 -O-P(=O)(OH)(O- Z+ ),較佳地G係-R28 -COOH、-R28 -COO- Z+ 、-R28 -S(=O)2 OH、-R28 -S(=O)2 O- Z+ 、-R28 -O-S(=O)2 OH、-R28 -O-S(=O)2 O- Z+ 、-R28 -P(=O)(OH)2 、-R28 -P(=O)(O- Z+ )2 、-R28 -P(=O)(OH)(O- Z+ )、-R28 -O-P(=O)(OH)2 、-R28 -O-P(=O)(O- Z+ )2 、-R28 -O-P(=O)(OH)(O- Z+ );更佳地,G係-R28 -COOH、-R28 -COO- Z+ 、-R28 -S(=O)2 OH、-R28 -S(=O)2 O- Z+ 、-R28 -P(=O)(OH)2 、-R28 -P(=O)(O- Z+ )2 或-R28 -P(=O)(OH)(O- Z+ );又更佳地,G係-R28 -COOH、-R28 -COO- Z+ ,最佳地G係-R28 -COOH;R28 係一直接鍵結或C1 -C20 伸烷基、C2 -C20 伸烯基、C2 -C20 伸炔基、C6 -C20 伸芳基、C4 -C9 伸雜芳基、C7 -C11 伸芳烷基、C8 -C11 伸芳烯基、C8 -C11 伸芳炔基、C6 -C11 伸雜芳烷基、C7 -C11 伸雜芳烯基、C7 -C11 伸雜芳炔基或C5 -C6 伸環烷基,其中各前述基團係未經取代或經鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’、S(=O)2 OR14 、S(=O)2 O- Z+ 或其組合所取代,以及該伸芳基及伸雜芳基可進一步經1-4個C1 -C20 烷基所取代;Z+ 係N(R14 )4 + 、Li+ 、Na+ 或K+ 或係陽離子基團,其係一式(I)之化合物的部份,如基團A之部分;較佳地Z+ 係N(R14 )4 + ;更佳地Z+ 係N(C1 -C10 烷基)4 + ;或式(I)之化合物係二聚物及R6 ,R7 ,R10 ,R29 -R35 之一者係R36 ,或R1,或R2
或R21,或R30 -R35 之一者係
A’係如同對於A之界定;D’係如同對於D之界定;R1 ’係如同對於R1 之界定;R2 ’係如同對於R2 之界定;R3 ’係如同對於R3 之界定;R4 ’係如同對於R4 之界定;R1 ’’、R2 ’’、R3 ’’、R4 ’’係R36 ;R18 ’係R37 ;R20 ’及R21 ’係R37 、O-R37 -O、S-R37 -S、NR14 -R37 -NR14 ’、CO-R37 -CO、CO-O-R37 -O-CO、CO-NR14 -R37 -NR14 ’-CO、CO-S-R37 -S-CO、O-CO-R37 -CO-O、NR14 -CO-R37 -CO-NR14 ’或S-CO-R37 -CO-S;R36 係如同對於R37 之界定,其中該伸烷基、伸烯基、伸炔基、伸芳基、伸雜芳基、伸芳烷基、伸芳烯基、伸芳炔基、伸環烷基、伸烷基-伸芳基-伸烷基、伸環烯基及伸環炔基可進一步由G所取代;R37 係C1 -C20 伸烷基、C2 -C20 伸烯基、C2 -C20 伸炔基、C6 -C20 伸芳基、C4 -C20 伸雜芳基、C7 -C20 伸芳烷基、C8 -C20 伸芳烯基(C8 -C20 aralkenylene)、C8 -C20 伸芳炔基、C4 -C20 伸環烷基、C1 -C8 伸烷基-C6 -C20 伸芳基-C1 -C8 伸烷基(例如,)、C5 -C20 環伸烯基或C6 -C20 環伸炔基,其中該伸烷基及伸環烷基係連續的或由O、S、NR14 或其組合所中斷,及其中該伸烷基、伸烯基、伸炔基、伸芳基、伸雜芳基、伸芳烷基、伸芳烯基、伸芳炔基、伸環烷基、伸烷基-伸芳基-伸烷基、伸環烯基及伸環炔基係未經取代或經氟所取代,以及其中該伸芳基、伸雜芳基及芳基可進一步經C1 -C20 烷基、氟化C1 -C20 烷基或其組合所取代,較佳地,R37 係C1 -C20 伸烷基;以及剩餘的取代基係如上所界定。
當然,R29 -R35 之至少一者或R1 -R4 之至少一者或R29 -R35 之至少一者及R1 -R4 之至少一者包含一基團G的附帶條件欲被了解為存在於式(I)化合物之基團R29 -R35 及R1 -R4 中之一者包含基團G。如同對於R1 -R4 之R1 ’-R4 ’係欲被了解為沒有包含對於該R1 -R4 之附帶條件。
例如,式(I)之化合物係二聚體且R6 、R7 、R10 、R29 -R35 之一者係R36 欲被了解為由上面所提及之R36 所連接的包含有二個式(I)之部份(例如,相同的)的二聚物。
例如,A係式(V’)-(VII’)之基團,較佳地係一式(V’)之基團;
Y- 係Cl- 、Br- 、l- 、SCN- 、BF4 - 、PF6 - 、ClO4 - 、SbF6 - 、AsF6 - 或一有機陰離子,其係選自於由C1 -C20 烷基-S(=O)2 O- 、C6 -C20 芳基-S(=O)2 O- 、C1 -C20 烷基-O-S(=O)2 O- 、C6 -C20 芳基-O-S(=O)2 O- 、C1 -C20 烷基-P(=O)2 O- 、C6 -C20 芳基-P(=O)2 O- 、C1 -C20 烷基-O-P(=O)2 O- 及C6 -C20 芳基-O-P(=O)2 O- 所構成之組群,其中該芳基係未經取代或經1至4個C1 -C20 烷基所取代,或Y- 係分離子基團,其係一式(I)之化合物的部份且係選自於由COO- 、S(=O)2 O- 、O-S(=O)2 O- 、P(=O)(O- )(O- Z+ )、P(=O)(OH)(O- )、O-P(=O)(O- )(O- Z+ )及O-P(=O)(OH)(O- )所構成之組群;R29 係G或C1 -C8 烷基,其中該烷基係未經取代或經吡啶鎓*Y- 或喹啉鎓*Y- 所取代,其中該吡啶鎓及喹啉鎓係經G所取代;R30 、R31 、R32 、R33 、R34 及R35 獨立地係H、吡啶鎓*Y- 或喹啉鎓*Y- ,其中該吡啶鎓及喹啉鎓係經G所取代;N係0或1;R1 、R2 、R3 及R4 獨立地係H、-S(=O)2 OR7 、-S(=O)2 R7 、-S(=O)R7 、-S(=O)OR7 、氟化C1 -C4 烷基、一式(II)之基團、C1 -C8 烷基或C6 芳基;或R1 係D;或R1 及R15 一起形成伸乙基、三亞甲基、亞甲基-O、O-亞甲基、伸乙基-O、O-伸乙基、亞甲基-NR14 、NR14 -亞甲基、伸乙基-NR14 或NR14 -伸乙基,因此形成一脂肪族5-或6-員環;或R2 及R15 一起形成-O-、-S-或-NR14 -,較佳係-O-;或若D係一式(IV)之基團,R1 及R18 可與一起形成,R17 且R18 係接附至,於各前述基團中,二鄰位H-原子可被進一步由苯并基取代,較佳地形成;有附帶條件係R1 -R4 之至少一者係氟化C1 -C4 烷基或係R2 或R4 或兩者係-S(=O)2 OR7 、-S(=O)2 R7 、-S(=O)R7 、-S(=O)OR7 或一式(II)之基團;R5 係O;R6 係NR7 R10 、OR7 、SR7 、NR7 -NR10 R11 、NR7 -OR10 ;R7 、R10 及R11 獨立地係H、C1 -C8 烷基、C6 -C20 芳基、C3 -C16 雜芳基或C7 -C10 芳烷基,以及該烷基、芳基、雜芳基及芳烷基係未經取代的或經鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’或NR14 -CO-R14 ’所取代,以及該芳基及雜芳基可進一步經C1 -C10 烷基或氟化C1 -C8 烷基、氟化O-C1 -C8 烷基、-CN或其組合所取代;或為R2 之部分的R7 與R1 一起形成一直接鍵結或亞甲基而因此形成一脂肪族5-或6-員環;或若R7 係R2 之部分,其可與R15 一起形成一直接鍵結而因此形成一脂肪族6-員環;或若R7 或R10 係R2 之部分且n係0,其可與一鄰位於之A之取代基一起形成一直接鍵結或亞甲基而因此形成一脂肪族5-或6-員環;R14 、R14 ’獨立地係H、C1 -C14 烷基、C6 芳基或C7 -C10 芳烷基;D獨立地係一式(III)或(IV)之基團;R17 及R18 獨立地係C1 -C8 烷基、C2 -C8 烯基、C6 -C20 芳基、C4 -C24 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C10 芳炔基或C5 -C12 環烷基,其中該烷基、烯基、芳基、雜芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基及環烷基係未經取代或經四氫呋喃基、鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’或其組合所取代,以及該芳基及雜芳基可進一步經C1 -C8 烷基、C2 -C8 烯基或C8 -C20 芳烯基所取代;或R17 及R20 與N-原子一起形成,R17 及R18 被接附至其中於各前述基團中,一或多個H-原子可經C1 -C20 烷基、C6 -C20 芳基或其組合所取代,於各前述基團中,二孿H-原子可被C1 -C20 亞烷基所取代,及/或於各前述基團中,二鄰位之H-原子可經苯并基、三亞甲基或四亞甲基所取代,其中該苯并基係未經取代或經甲基(茀-9-亞基)所取代;R15 係H、NR25 R26 、OR25 、SR25 、O-CO-R25 或NR25 -CO-R26 ;R19 、R20 及R21 係H;R25 及R26 獨立地係H、C1 -C14 烷基、C6 芳基或C7 -C10 芳烷基,其中該烷基、芳基及芳烷基係未經取代或經吡啶鎓*Y- 、鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’或其組合所取代,以及吡啶鎓及芳基可進一步經C1 -C8 烷基所取代;有附帶條件係R29 -R35 之至少一者包含基團G;其中G係-R28 -COOH、-R28 -COO- Z+ 、-R28 -S(=O)2 OH、-R28 -S(=O)2 O- Z+ 、-R28 -O-S(=O)2 OH、-R28 -O-S(=O)2 O- Z+ 、-R28 -P(=O)(OH)2 、-R28 -P(=O)(O- Z+ )2 、-R28 -P(=O)(OH)(O- Z+ )、-R28 -O-P(=O)(OH)2 、-R28 -O-P(=O)(O- Z+ )2 或-R28 -O-P(=O)(OH)(O- Z+ ),R28 係C1 -C8 伸烷基,其係未經取代或經CO-OH所取代;Z+ 係N(R14 )4 + 、Li+ 、Na+ 或K+ 或係陽離子基團,其係一式(I)化合物之部分,如同基團A之部分;或式(I)之化合物係二聚體且R6 、R7 、R10 、R29 之一者係
A’係如同對於A之界定;D’係如同對於D之界定;R1 ’係如同對於R1 之界定;R2 ’係如同對於R2 之界定;R3 ’係如同對於R3 之界定;R4 ’係如同對於R4 之界定;R18 ’係R37 ;R20 ’及R21 ’係R37 、O-R37 -O、S-R37 -S、NR14 -R37 -NR14 ’、O-CO-R37 -CO-O、NR14 -CO-R37 -CO-NR14 ’或S-CO-R37 -CO-S;R36 係如同對於R37 之界定,其中該伸烷基、伸芳基及伸烷基-伸芳基-伸烷基可進一步經G所取代;R37 係C1 -C20 伸烷基、C6 -C10 伸芳基或C1 伸烷基-C6 伸芳基-C1 伸烷基,其中該伸烷基係連續的或經經O,S,NR14 或其組合所中斷(例如,該伸烷基係連續的)以及其中該伸烷基、伸芳基及伸烷基-伸芳基-伸烷基係未經取代或經氟所取代,以及其中該伸芳基可進一步經C1 -C8 烷基、氟化C1 -C8 烷基或其組合所取代;以及其餘的取代基係如同上面所界定。
例如,A係式(V’)-(VII’)之基團,較佳地係(V’)
Y- 係C1- 、Br- 、l- 、SCN- 、BF4 - 、PF6 - 、ClO4 - 、SbF6 - 、AsF6 - 或一選自於由C1 -C20 烷基-S(=O)2 O- 、C6 -C20 芳基-S(=O)2 O- 、C1 -C20 烷基-O-S(=O)2 O- 、C6 -C20 芳基-O-S(=O)2 O- 、C1 -C20 烷基-P(=O)2 O- 、C6 -C20 芳基-P(=O)2 O- 、C1 -C20 烷基-O-P(=O)2 O- 及C6 -C20 芳基-O-P(=O)2 O- 所構成之組群的有機陰離子,其中該芳基係未經取代或經1至4個C1 -C20 烷基所取代,或Y- 係一陰離子基團,其係一式(I)化合物的一部份且係選自於由COO- 、S(=O)2 O- 、O-S(=O)2 O- 、P(=O)(O- )(O- Z+ )、P(=O)(OH)(O- )、O-P(=O)(O- )(O- Z+ )及O-P(=O)(OH)(O- )所構成之群組;R29 係G或C1 -C8 烷基,其中該烷基係未經取代或經吡啶鎓*Y- 或喹啉鎓*Y- 所取代,其中該吡啶鎓及喹啉鎓係經G所取代;R30 、R31 、R32 、R33 、R34 及R35 獨立地係H、吡啶鎓*Y- 或喹啉鎓*Y- ,其中該吡啶鎓及喹啉鎓係經G所取代;n係0或1;R1 、R2 、R3 及R4 獨立地係H、-S(=O)2 OR7 、-S(=O)2 R7 、-S(=O)R7 、-S(=O)OR7 、氟化C1 -C4 烷基、式(II)之基團、C1 -C8 烷基或C6 芳基;或R1 及R15 一起形成伸乙基、三亞甲基、亞甲基-O、O-亞甲基、伸乙基-O、O-伸乙基、亞甲基-NR14 、NR14 -亞甲基、伸乙基-NR14 或NR14 -伸乙基,而因此形成一脂肪族5-或6-員環;有附帶條件係R1 -R4 之至少一者係氟化C1 -C4 烷基或係R2 或R4 或兩者係-S(=O)2 OR7 、-S(=O)2 R7 、-S(=O)R7 、-S(=O)OR7 或一式(II)之基團;R5 係O;R6 係NR7 R10 、OR7 、SR7 、NR7 -NR10 R11 、NR7 -OR10 ;R7 、R10 及R11 獨立地係H、C1 -C8 烷基、C6 芳基或C7 -C10 芳烷基,以及其中該烷基、芳基及芳烷基係未經取代或經鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 、CONR14 R14 ’或NR14 -CO-R14 ’所取代,以及該芳基可進一步經C1 -C10 烷基或氟化C1 -C8 烷基或其組合所取代;或為R2 之部分的R7 與R1 一起形成之直接鍵結或亞甲基,而因此形成一脂肪族5-或6-員環;或若R7 係R2 之部分,其可與R15 一起形成一直接鍵結而因此形成一脂肪族6-員環;或若R7 或R10 係R2 之部分n係0,其可與一鄰位於之A的取代基一起形成一直接鍵結或亞甲基而因此形成一脂肪族5-或6-員環;R14 、R14 ,獨立地係H、C1 -C8 烷基、C6 芳基或C7 -C10 芳烷基;D係式(III)之基團;R17 及R18 獨立地係C1 -C8 烷基、C2 -C8 烯基、C6 -C20 芳基、C4 -C16 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C10 芳炔基或C5 -C12 環烷基,其中該烷基、烯基、芳基、雜芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基及環烷基係未經取代或經四氫呋喃基、鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’或其組合所取代,以及該芳基及雜芳基可進一步經C1 -C8 烷基、C2 -C8 烯基或C8 -C20 芳烯基所取代;或R17 及R20 與N-原子一起形成,R17 及R18 接附至,其中於各前述基團中一或多個H-原子可被C1 -C20 烷基、C6 -C20 芳基或其組合所取代,於各前述基團中,二孿H-原子可被C1 -C20 亞烷基所取代,及/或於各前述基團中,二鄰位H-原子可被三亞甲基或四亞甲基所取代;R15 係H、NR25 R26 、OR25 、SR25 、O-CO-R25 或NR25 -CO-R26 ;R19 、R20 及R21 係H;R25 及R26 獨立地係H、C1 -C14 烷基、C6 芳基或C7 -C10 芳烷基,其中該烷基、芳基及芳烷基係未經取代或經吡啶鎓*Y- 、鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’或其組合所取代,以及該吡啶鎓及芳基可進一步被C1 -C8 烷基所取代;有附帶條件係R29 -R35 之至少一者包含一基團G;其中G係-R28 -COOH、-R28 -COO- Z+ 、-R28 -S(=O)2 OH、-R28 -S(=O)2 O- Z+ 、-R28 -O-S(=O)2 OH、-R28 -O-S(=O)2 O- Z+ 、-R28 -P(=O)(OH)2 、-R28 -P(=O)(O- Z+ )2 、-R28 -P(=O)(OH)(O- Z+ )、-R28 -O-P(=O)(OH)2 、-R28 -O-P(=O)(O- Z+ )2 或-R28 -O-P(=O)(OH)(O- Z+ ),R28 係C1 -C8 伸烷基;Z+ 係N(R14 )4 + 、Li+ 、Na+ 或K+ 或係陽離子基團,其係式(I)之化合物的部份,如基團A之部分;或式(I)之化合物係二具體且R6 、R7 、R10 、R29 之一者係
A’係如同對於A之界定;D’係如同對於D之界定;R1 ’係如同對於R1 之界定;R2 ’係如同對於R2 之界定;R3 ’係如同對於R3 之界定;R4 ’係如同對於R4 之界定;R18 ’係R37 ;R20 ’及R21 ’係R37 、O-R37 -O、S-R37 -S、NR14 -R37 -NR14 ’、O-CO-R37 -CO-O、NR14 -CO-R37 -CO-NR14 ’或S-CO-R37 -CO-S;R36 係如同對於R37 之界定,其中該伸烷基、伸芳基及伸烷基-伸芳基-伸烷基可進一步被G所取代;R37 係C1 -C20 伸烷基、C6 -C10 伸芳基或C1 伸烷基-C6 伸芳基-C1 伸烷基,其中該伸烷基係連續的精O、S、NR14 或其組合所中斷(例如,該伸烷基係連續的),以及其中該伸烷基、伸芳基及伸烷基-伸芳基-伸烷基係未經取代或經氟所取代,以及其中該伸芳基可進一步經C1 -C8 烷基、氟化C1 -C8 烷基或其組合所取代;以及其餘之取代基係如同上所界定。
例如,A係式(V’)之基團;Y- 係Cl- 、Br- 、l- 或C6 芳基-S(=O)2 O- ,其中該芳基係經1個C1 -C14 烷基所取代,R29 係G;R30 、R31 、R32 及R33 係H;n係0或1;R1 係H;若n係1,那時R1 可同時係D;若n係0,那時R2 係一式(II)之基團;若n係1,R2 係H或R2 及R15 一起形成-O-,較佳地R2 係H;R3 係H;R4 係一式(II)之基團,有附帶條件係R2 或R4 係式(II)之基團;R5 係O;R6 係NR7 R10 、NHR7 、OR7 或N(C1 -C8 烷基)-O(C1 -C8 烷基);R7 及R10 獨立地係C1 -C14 烷基、氟化C1 -C4 烷基、苄基、C3 -C14 雜芳基或C6 -C20 芳基,其中該烷基可經N-(C1 -C8 烷基)2 所取代,該雜芳基可經CO-O-C1 -C8 烷基或C1 -C8 烷基所取代,該苄基及芳基可經氟、C1 -C8 烷基、氟化C1 -C4 烷基、O-C1 -C8 烷基或N-(C1 -C8 烷基)2 所取代,或該芳基可經氯、CO-C1 -C8 烷基、-CN、氟化C1 -C4 烷基或氟化O-C1 -C4 烷基所取代;D係式(III)之基團;R17 係C1 -C8 烷基;或R17 及R20 與N-原子一起形成,R17 及R18 被接附至
R18 係C1 -C8 烷基、C8 -C20 芳烯基、C6 -C24 雜芳基或C6 -C20 芳基,其中該芳基可經氟、C1 -C8 烷基、S-C1 -C8 烷基、O-C1 -C14 烷基、CO-O-C1 -C8 烷基、O-苯基、N-(苯基)2 或C8 -C20 芳烯基所取代,以及其中該雜芳基可經C1 -C8 烷基、O-C1 -C8 烷基或C8 -C20 芳烯基所取代;R15 係H、OR25 或O-CO-R25 ;R19 、R20 及R21 係H;R25 係C1 -C14 烷基或C7 -C10 芳烷基,其中該烷基可經吡啶鎓*Y- 所取代,且吡啶鎓係經C1 -C8 烷基所取代;有附帶條件係R29 含有一基團G;G係-R28 -COOH;R28 係C1 -C3 伸烷基,其係未經取代或經CO-OH所取代,較佳地,R28 係C1 伸烷基;或式(I)之化合物係二聚體,n係0,且R7 係C6 伸芳基或
R1 係H;R2 ’係H或一式(II)之基團;R21 ’係O-C1 -C8 伸烷基-O;以及其餘之取代基係如同上面所界定。例如,A係式(V’)之基團;Y- 係Cl- `Br- 、l- ,R29 係G;R30 、R31 、R32 及R33 係H;n係0或1;R1 係H;若n係0,那時R2 係一式(II)之基團;若n係1,R2 係H;R3 係H;R4 係一式(II)之基團,有附帶條件係R2 或R4 係式(II)之基團;R5 係O;R6 係NR7 R10 、NHR7 ,OR7 或N(C1 -C8 烷基)-O(C1 -C8 烷基);R7 及R10 獨立地係C1 -C14 烷基、氟化C1 -C4 烷基、苄基或C6 芳基,其中該苄基及芳基可經氟、C1 -C8 烷基、氟化C1 -C4 烷基、O-C1 -C8 烷基或N-(C1 -C8 烷基)2 所取代;D係式(III)之基團;R17 係C1 -C8 烷基;或R17 及R20 與N-原子一起形成,R17 及R18 係接附至
R18 係C1 -C8 烷基、C8 -C20 芳烯基、C6 -C14 雜芳基或C6 -C20 芳基,其中該芳基可經氟、S-C1 -C8 烷基、O-C1 -C8 烷基、O-苯基或C8 -C20 芳烯基所取代,且其中該雜芳基係經C1 -C8 烷基所取代;R15 係H、OR25 或O-CO-R25 ;R19 、R20 及R21 係H;R25 係C1 -C14 烷基或C7 -C10 芳烷基,其中該烷基可經吡啶鎓*Y- 所取代,以及吡啶鎓係經C1 -C8 烷基所取代;有附帶條件係R29 包含一基團G;G係-R28 -COOH;R28 係C1 -C3 伸烷基,較佳地係C1 伸烷基;或式(I)之化合物係二聚體,n係0,且R7 係C6 伸芳基或
R1 ’係H;R2 ’係H或式(II)之基團;R21 ’係O-C1 -C8 伸烷基-O;以及其餘之取代基係如上所界定。例如,A係式(V’)之基團;Y- 係Cl- 、Br- 、l- 或C6 芳基-S(=O)2 O- ,其中該芳基係經1C1 -C14 烷基所取代,R29 係G;R30 、R31 、R32 及R33 係H;n係0或1;R1 係H;若n係1,那時R1 可額外地係D;若n係0,那時R2 係一式(II)之基團;若n係1,R2 係H或R2 與R15 一起形成-O-,較佳地R2 係H;R3 係H;R4 係式(II)之基團,有附帶條件係R2 或R4 係式(II)之基團;R5 係O;R6 係NR7 R10 、NHR7 、OC1 -C14 烷基(例如,OC1 -C8 烷基)或N(C1 -C8 烷基)-O(C1 -C8 烷基),較佳地係NHR7 或OC1 -C14 烷基,最佳地係NHR7 ;R7 及R10 獨立地係C1 -C14 烷基、苄基、C3 -C14 雜芳基或C6 -C20 芳基,其中該烷基可經N-(C1 -C8 烷基)2 所取代,該雜芳基可經CO-O-C1 -C8 烷基或C1 -C8 烷基所取代,以及該芳基可經C1 -C8 烷基、O-C1 -C8 烷基、氟化C1 -C4 烷基、氟、氯、CO-C1 -C8 烷基、-CN、氟化C1 -C4 烷基或氟化O-C1 -C4 烷基所取代;D係式(III)之基團;R17 係C1 -C8 烷基;或R17 及R20 與N-原子一起形成,R17 及R18 係接附至
R18 係C1 -C8 烷基、C8 -C20 芳烯基、C6 -C24 雜芳基或C6 -C20 芳基,其中該烷基可經O-C1 -C14 烷基所取代,該芳基可被C1 -C8 烷基、S-C1 -C8 烷基、O-C1 -C14 烷基、CO-O-C1 -C8 烷基、O-苯基、N-(苯基)2 或C8 -C20 芳烯基所取代,以及該雜芳基可經C1 -C8 烷基、O-C1 -C8 烷基或C8 -C20 芳烯基取代;R15 係H、OR25 或O-CO-R25 ;R19 、R20 及R21 係H;R25 係C1 -C14 烷基或C7 -C10 芳烷基,其中該烷基可經吡啶鎓*Y- 所取代,以及該吡啶鎓係經C1 -C8 烷基所取代;有附帶條件係R29 含有一基團G;G係-R28 -COOH;R28 係C1 -C3 伸烷基,其係未經取代或經CO-OH所取代,較佳地R28 係C1 伸烷基;或式(I)之化合物係二聚體,n係0,以及R7 係C6 伸芳基
R1 ’係H;R2 ’係H或式(II)之基團;R21 ’係O-C1 -C8 伸烷基-O;以及其餘之取代基係如上所界定。例如,A係式(V’)之基團;Y- 係Cl- 、Br- 、l- ;R29 係G;R30 、R31 、R32 及R33 係H;n係0或1;R1 係H;若n係0,那時R2 係一式(II)之基團;若n係1,R2 係H;R3 係H;R4 係式(II)之基團,有附帶條件係R2 或R4 係式(II)之基團;R5 係O;R6 係NR7 R10 、NHR7 、OC1 -C14 烷基(例如,OC1 -C8 烷基)或N(C1 -C8 烷基)-O(C1 -C8 烷基);R7 及R10 獨立地係C1 -C14 烷基或C6 芳基,其中該芳基可經氟化C1 -C4 烷基所取代;D係式(III)之基團;R17 係C1 -C8 烷基;或R17 及R20 一起與N-原子形成,R17 及R18 被接附至
R18 係C1 -C8 烷基、C8 -C20 芳烯基、C6 -C14 雜芳基或C6 -C20 芳基,其中該芳基可經S-C1 -C8 烷基、O-C1 -C8 烷基、O-苯基或C8 -C20 芳烯基所取代,以及其中該雜芳基係經C1 -C8 烷基所取代;R15 係H、OR25 或O-CO-R25 ;R19 、R20 及R21 係H;R25 係C1 -C14 烷基或C7 -C10 芳烷基,其中該烷基可經吡啶鎓*Y- 所取代,以及該吡啶鎓係經C1 -C8 烷基所取代;有附帶條件係R29 含有一基團G;G係-R28 -COOH;R28 係C1 -C3 伸烷基,較佳係C1 伸烷基;或式(I)之化合物係二聚體,n係0,以及R7 係C6 伸芳基
R1 ’係H;R2 ’係H或一式(II)之基團;R21 ’係O-C1 -C8 伸烷基-O;以及其餘之取代基係如上所界定。
於式(I)之化合物(I)中,D係一予體部分,A係一受體部分且係一間隔部分。所以式(I)之化合物包含一予體、一間隔以及一受體。
*表示一自由價。
一些較佳的予體D係:
一些較佳地二聚予體D係
一些較佳的間隔係:
一些較佳的二聚間隔係:
於這些間隔中,予體D係接附至該等間隔的左側且受體A係接附至該間隔的右側。
一些較佳地受體A是:
A較佳地二聚物受體A係
A較佳地間隔-受體係
更佳的間隔-受體是二聚物:
一較佳的式(I)之化合物的不對稱二聚物是:
一較佳的予體-間隔係
特別較佳地受體D係:
特別較佳地間隔係
特別較佳的受體A係:
一些較佳的式(I)之化合物係:
氧化物半導體微顆粒係,例如,由TiO2 、nO2 、WO3 、ZnO、Nb2 O5 、Fe2 O3 、ZrO2 、MgO、WO3 、ZnO、CdS、ZnS、PbS、Bi2 S3 、CdSe、CdTe或其組合,較佳係由TiO2 所製造。
例如,電極層包含一式(I)之染料或一式(I)之多數個染料的混合物作為唯一的(多數個)染料。
較佳的是一多孔薄膜係由式(I)化合物的染料或一或多種其他染料敏化的氧化物半導體微顆粒所製成。
另外染料的例子係金屬錯合物染料(較佳的金屬係Ru、Pt、Ir、Rh、Re、Os、Fe、W、Cr、Mo、Ni、Co、Mn、Zn或Cu,更佳的係Ru、Os或Fe,最佳係Ru)及/或有機染料,該有機染料係選自於由吲哚啉(indoline)、香豆素、花青、部花青素、半花青(hemicyanine)、次甲基、偶氮、醌(qionone)、醌亞胺、二酮吡咯並吡咯(diketo-pyrrolo-pyrrole)、喹吖酮(quiacridone)、方酸(squaraine)、三苯甲烷、苝(perylene)、藍靛、(xanthene)、伊紅、玫紅及其組合所構成之組群。
做為另外的染料,有機染料,尤其係次甲基染料,諸如R-2,係較佳的。例如,該另外的染料係不同於式(I)之染料。
例如,一另外的染料比上式(I)之染料的莫耳比例係1:19至19:1,較佳係1:9至9:1,更佳係1:5至5:1,最佳係1:3至3:1。
例如,該染料係與一添加劑一起被吸收,較佳地係一共-吸附劑。
這樣的添加劑之例子選自於由類固醇(較佳的係去氧膽酸、去氫去氧膽酸、去氧膽酸(chenodeoxycholic acid)、膽酸甲酯、膽酸鈉鹽或其組合)、冠醚、環糊精、杯芳烴(calixarene)、聚乙烯氧化物及其組合所構成之群組的共-吸附劑,尤其係諸如鵝去氧膽酸的類固醇。
例如,這樣的添加劑比上式(I)之染料的莫耳比係1000:1至1:100,較佳地係100:1至1:10,最佳地係10:1至1:2。
例如,這樣的一添加劑不係一染料。
本發明亦關於包含如同這裡所界定之電極層的光電轉換裝置。
這樣的光電轉換裝置通常包含(a)一透明傳導電極基材層,(b)一含有由氧化物半導體微顆粒所製成的電極層,該氧化物半導體微顆粒係為(c)式(I)之染料敏化,(d)一相對的電極層,以及(e)一電解質層(例如,填充於運作電極層b及相對的電極層d之間)。
組份(c)也可係一式(I)之染料與一或多的另外的染料的組合。
較佳地,該透明電極基材層(a)包含(例如,構成)(a-1)一透明絕緣層以及(a-2)一透明傳導層。
該透明傳導層(a-2)通常係於該透明絕緣層(a-1)及該電極層(b)之間。
該透明絕緣層(a-1)之例子包括鈉玻璃、熔融石英玻璃、結晶石英玻璃、合成石英玻璃之玻璃基材;抗熱樹脂薄片,諸如可撓性薄膜;金屬薄片,聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚醚碸(PES)所製成的透明彈性薄片;陶質之拋光板,諸如氧化鈦或礬土。
透明傳導層(a-2)之例子係金屬氧化物,諸如ITO(銦-錫複合氧化物)、IZO(銦-鋅複合氧化物)、FTO(氟-摻雜錫氧化物)、氧化鋅參雜硼、鎵或鋁,以及鈮參雜的氧化鈦。該透明傳導層(a-2)之厚度通常係0.1至5μm。表面抗性通常係低於40ohms/sq,較佳係低於20ohms/sq。
為了改善該透明傳導層(a-2)之傳導性,於其上去形成一金屬導線層係可能的,該金屬導線層例如係由銀、鉑、鋁、鎳或鈦所製成。該金屬導線層的區域比例通常是於不會明顯降低該透明傳導電極基材層(a)的透光度的範圍內。當此一金屬導線層被使用,該金屬導線層可被以格狀、條狀或梳子狀圖案提供。
該電極層(b)通常係於透明傳導電極基材層(a)及電解質層(e)之間。
該電極層(b)之氧化物半導體微顆粒的多孔薄膜可由熱液法、溶膠/凝膠法或於氣相中的高溫水解法被製造。該等微顆粒通常具有從1nm至1000nm的直徑。不同尺寸的顆粒可被混合在一起且可被使用作為單一或多層多孔薄膜。該氧化物半導體層(b)之多孔薄膜通常具有從0.5至50μm的厚度。
若所欲,在電極層(b)上形成一阻隔層(通常是於電極層(b)之表面及染料(c)之間)以及/或於電極層(b)及透明傳導電極基材層(a)之間以改善電極層(b)的性能係可能的。形成一阻隔層的例子係將電極層(b)浸沒於一諸如乙氧化鈦、異丙氧化鈦及丁氧化鈦之金屬烷氧化物、諸如氯化鈦、氯化錫及氯化鋅之氯化物、氮化物及硫化物的溶液中且接著乾燥或燒結該基材。例如,該阻隔層係由金屬氧化物或(例如,TiO2 、SiO2 、Al2 O3 、ZrO2 、MgO、SnO2 、ZnO、Eu2 O3 及Nb2 O5 或其組合)或一聚合物(例如,聚(苯醚-共-2-丙烯基苯醚)(poly(phenylene oxide-co-2-allylphenylene oxide))或聚(甲基矽氧)。製備這樣的層的細節被敘述於,例如,Electrochimica Acta,1995,40,643;J. Phys. Chem. B,2003,107,14394;J. Am. Chem. Soc.,2003,125,475;Chem. Lett,2006,35,252;J. Phys. Chem. B,2006,110,19191;J. Phys. Chem. B,2001,105,1422中。該阻隔層可被應用以防止非所欲的反應。該阻隔通常係稠密且緊實的,且通常係較電極層(b)薄。
較佳地,該相對的電極層(d)含有(例如,構成)(d-1)一傳導層;以及(d-2)一絕緣層。
該傳導層(d-1)通常係於該絕緣層(d-2)及該電解質層(e)間。
例如,該傳導層(d-1)含有一傳導碳(例如,石墨、單壁奈米碳管、多壁奈米碳管、碳奈米纖維、單層碳膜(grapheme)或碳黑)、一傳導性金屬(例如,金或鉑)、一金屬氧化物(例如,ITO(銦-錫複合氧化物),IZO(銦-鋅複合氧化物)、FTO(氟-參雜氧化錫),氧化鋅參雜硼、鎵或鋁以及鈮-參雜氧化鈦)或其混合物。
再者,傳導層(d-1)可係由形成一層鉑、碳或類似物(通常具有從0.5至2,000nm之厚度)於一諸如ITO、FTO或類似物(通常具有從0.1至5μm之厚度)之傳導性氧化物半導體薄膜上來被獲得。該鉑、碳或類似物之層通常係於電解質層(e)及絕緣層(d-2)之間。
絕緣層(d-2)之例子包括鈉玻璃、熔融石英玻璃、結晶石英玻璃、合成石英玻璃之玻璃基材;抗熱樹脂薄片,諸如可撓性薄膜;金屬薄片,由聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚醚碸(PES)所製成的透明彈性薄片;陶質之拋光板,諸如氧化鈦或礬土。
染料(c)通常係放置於電極層(b)上,所放置的電極層(b)表面係面對電解質層(e)。
由於染料(c)對於電極層(b)的吸收作用,該電極層(b)可被浸於一染料(c)之溶液或一分散液體中。該染料溶液或染料分散液體的濃度是不被限制的但較佳係從1μM至1M,較佳係從10μM至0.1M。該染料吸收的時間期間較佳係從10秒至1000小時或更少,更佳從1分鐘至200小時或更少,最佳係從1至10小時。染料吸收作用的溫度較佳係從室溫至溶劑或分散液體之沸騰溫度。該吸附作用可以浸泡、浸沒或浸沒且攪拌的方式進行。作為攪拌方法,攪拌器、超音波分散氣、球磨機、塗料調節器、混砂機或類似物被使用,但攪拌方法不應被限於此。
用於溶解或分散染料(c)之溶計包括水、醇類溶劑,諸如甲醇、乙醇、異丙醇、第三丁醇、乙二醇及丙二醇,醚類溶劑,諸如二烷、二乙醚、二甲氧乙烷、四氫呋喃、二氧戊環、第三丁基甲基醚、乙二醇二烷基醚、丙二醇一甲基醚乙酸酯及丙二醇甲基醚,酮類溶劑,諸如乙酮,醯胺溶劑,諸如N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺及N-甲基咯烷酮、腈類溶劑、諸如乙腈、乙氧乙腈、乙氧丙腈、丙腈及苯甲腈、碳酸脂溶劑、諸如碳酸伸乙酯、碳酸丙烯酯以及碳酸二乙酯、雜環化合物、諸如3-甲基-2-唑啶酮(oxazolidinone)、二甲基亞碸(dimethylsulfoxide)、環丁碸及γ-丁內酯,經鹵化碳氫化合物溶劑,諸如二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷、三氯乙烷、三氯乙烯、氯苯、鄰二氯苯、1-氯萘、溴仿、溴苯、碘甲烷、碘苯及氟苯以及碳氫化合物溶劑,諸如苯、甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯、乙苯、異丙苯、正戊烷、正己烷、正辛烷、環己烷、甲基環己烷、1,5-己二烯以及環己二烯。這些可單獨被使用或以含有二或多種溶劑之混合物形式被使用。作為一溶劑,超臨界溶劑,諸如超臨界二氧化碳,可被使用。
做為染料(c),式(I)之染料可單獨或與一或多種另外的染料結合而被吸收於電極層(b)上。該等一起被吸收的染料不限於式(I)之染料。二或多種染料可逐一或藉由溶解於一溶劑中一起被吸收在電極層上。較佳的係使用在不同波長具有不同吸收峰值的染料以吸收大範圍的光波長並產生較高的電流。被吸收於電極層(b)上的二或多種染料的比例係不被限制的但較佳係各染料具有大於10%之莫耳比例。
由於染料(c)之吸收作用,一添加物可被組合使用。該添加物可係任一可能具有控制染料吸收作用之功能的化學劑。該添加物包括一諸如硫醇(thiol)或羥基化合物之濃縮劑及一共-吸附劑。這些可被單獨使用或以混合勿使用。該添加劑比染料之莫耳比例較佳地係0.01至1,000,更佳係0.1至100。
例如,該染料吸附的電極層可經諸如4-第三-丁基吡啶之胺處理。作為處理方法,浸沒染料敏化之電極層於可以諸如乙腈或乙醇稀釋的胺溶液中之方法被使用。
於上述方法中,本發明之電極層可被獲得。
當電解質層(e)係溶劑或擬固態形式,該電解質層(e)通常包含,(e-1)電解質化合物,(e-2)溶劑及/或離子液體,及較佳地(e-3)其他添加物。
該電解質化合物(e-1)之例子包括諸如碘化鋰、碘化鈉、碘化鉀、碘化銫或碘化鈣之碘化金屬與碘之組合物,諸如碘化四烷銨、碘化砒啶(pyridium iodide)、碘化咪唑之碘化四級銨與碘之組合物,諸如溴化鋰、溴化鈉、溴化鉀、溴化銫或溴化鈣之溴化金屬與溴之組合物,諸如溴化四烷銨或溴化吡啶鎓之溴化四級銨與溴之組合物,諸如亞鐵氰酸鹽-鐵氰酸鹽或二茂鐵-二茂鐵離子(ferrocene-ferricynium ion)之金屬錯合物,諸如多硫化鈉及烷基巰烷基二硫化物、紫原色素、苯二酚-苯酮之硫化合物,以及諸如2,2,6,6-四甲基-1-哌啶基氧(TEMPO)之之氮氧化物自由基及側氧銨鹽(oxoammonium salt)的組合。藉由部分地將氮氧化物自由基經由添加氧化劑(例如,NOBF4 )原位轉變為側氧銨鹽以製備電解質化合物(e-1)係可能的。
上述電解質化合物(e-1)可被單獨使用或以一混合物之形式被使用。作為電解質化合物(e-1),可能有一在室溫中是熔融態的熔鹽被使用。特別係當這樣的一熔鹽被使用,使用一溶劑不是必要的。
該電解質化合物(e-1)於電解質溶液中之濃度較佳係0.05至20M,更佳係0.1至15M。
例如,溶劑(e-2)係諸如乙腈、甲氧基乙腈、甲氧基丙腈、丙腈及苯甲腈之腈類溶劑、諸如碳酸伸乙酯、碳酸丙烯酯及碳酸二乙酯之碳酸酯溶劑、諸如甲醇、乙醇、異丙醇、第三丁醇、乙二醇及丙二醇之醇類溶劑,諸如二烷、二乙醚、二甲氧乙烷、四氫呋喃、二氧戊環、第三丁基甲基醚、乙二醇二烷基醚、丙二醇一甲基醚乙酸酯及丙二醇甲基醚之醚類溶劑、水、諸如乙酮之酮類溶劑、諸如N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺及N-甲基咯烷酮之醯胺溶劑、諸如3-甲基-2-唑啶酮、二甲亞碸、環丁碸及γ-丁內酯之雜環化合物、諸如二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷、三氯乙烷、三氯乙烯、氯苯、鄰二氯苯、1-氯萘、溴仿、溴苯、碘甲烷、碘苯及氟苯之鹵化碳氫化合物溶劑以及諸如苯、甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯、乙苯、異丙苯、正戊烷、正己烷、正辛烷、環己烷、甲基環己烷、1,5-己二烯以及環己二烯之碳氫化合物溶劑或上面所提及之溶劑之組合,以及該離子一體系一四級咪唑鹽、四級吡啶鎓鹽、四級銨鹽或其組合,較佳地該鹽之陰離子係BF4 - 、PF6 - ,F(HF)2 - 、F(HF)3 - 、雙(三氟甲烷磺醯基)醯亞胺[(CF3 SO2 )2 N- ]、N(CN)2 - 、C(CN)3- 、B(CN)4 - 、SCN- 、SeCN- 、I- 、IO3 - 或其組合。
例如,一光電轉換裝置包含一溶劑(例如,不含一離子液體)。例如,一光電轉換裝置包含一蹄子液體(例如,不含一溶劑)。
另外添加劑(e-3)之例子係鋰鹽(特別係0.05至2.0M,較佳係0.1至0.7M)(例如,.LiClO4 、LiSO3 CF3 或Li(CF3 SO2 )N);吡啶(特別係0.005至2.0M,較佳係0.02至0.7M)(例如,吡啶、第三-丁基吡啶或聚乙烯吡啶);增黏劑(特別係0.1至50wt.%,較佳係1.0至10wt.%,以組份e之重量為基礎)(例如,聚二氯亞乙烯(polyvinylidene fluoride)、聚二氟亞乙烯-六氟丙烯共聚物、聚氧化乙烯衍生物、聚丙烯醌衍生物或胺基酸衍生物);奈米粒子(特別係0.1至50wt.%,較佳係1.0至10wt.%,以組份e之重量為基礎)(例如,.傳導性奈米粒子,尤其係單壁奈米碳管、多壁奈米碳管或其組合、碳纖維、碳黑、聚苯胺-碳黑複合TiO2 ,SiO2 或SnO2 );及其組合。
於本發明中,一諸如碘化亞銅(cooper iodide)、硫氰化銅(cooper thiocyanide)或類似物之無機固體化合物,一有機電洞傳輸材料或電子傳遞材料可被使用來替代電解質層(e)。
本發明之電極層、光電轉換裝置以及DSC可依照US4927721、US5084365、US5350644及US5525440所描述的或類似之方法來製備。
本發明也關於染料敏化之太陽能電池,其包含如在此所描述的光電轉換裝置。
本發明也關於如這裡所定義之式(I)之化合物於一染料敏化太陽能電池中作為一染料之用途。
本發明進一步關於如這裡所定義之式(I)之化合物,有附帶條件係R6 不是OR7 ,若R7 係R2 之部分且與R15 一起形成一脂肪族6-員環。
較佳地是式(I)之化合物,有附帶條件係R6 係NR7 R10 ,如果R7 係R2 之部份且與R15 一起形成一脂肪族6-員環。
特別較佳的是一式(I)之化合物,有附帶條件係若R7 或R10 係R2 之部份,其不會與R15 或R16 一起形成一未經取代或經取代之脂肪族6-或7-員環;更佳的有附帶條件係若R7 或R10 係R2 之部份,其不會與R15 或R16 一起形成一直接鍵結或亞甲基而因此不會形成一脂肪族6-或7-員環;最佳的是有附帶條件係若R7 係R2 之部分,其不會與R15 形成一直接鍵結而因此不會形成一6-員環。
式(I)之化合物可依照先前技術中已知的方法來製備。
式(I)之化合物可藉由相對應的吡啶鎓、喹啉鎓或異喹啉鎓鹽及酮類之濃縮作用來製備,如下所述:在n=o的狀況下;
在n=1的狀況下;
例如,四級鹽類與羰基化合物之濃縮作用的反應條件係於哌啶或吡咯啶存在下於乙醇中回流(請見,例如,J. Chem. Soc. 1961,5074,Dyes Pigments 2003,58,227),或於醋酐中加熱(請參見,例如,Indian J. Chem . 1968,6,235.),或在醋酸銨存在下在醋酸中加熱。
在濃縮之前,基團G可被保護。接著在濃縮反應後,保護基團被移除。包含有COOH或COO- Z+ 之一基團G可被,例如第三丁基基團,所保護。接著在濃縮反應後,該COO-第三丁基基團可被轉變成COOH或COO- Z+
或式(I)之化合物可藉由相對應之吡啶、喹啉或異喹啉衍生物與羰基化合物的濃縮作用,且接著藉由對於相對應之吡啶鎓、喹啉鎓或異喹啉鎓鹽的季銨化作用來製備。
例如,起始物質係部份係商業的品目或可根據先前技術中已知的方法獲得。
當一符號(例如,D,G,R5 -R28 )於一化合物中出現超過一次(例如,二次),除非有相反的說明,此符號可係不同基團或相同基團。
被了解的係被O、S、NR14 或其組合所中斷之烷基及伸烷基包含至少2個碳原子且於組合之例子中包含至少3個碳原子。
於定義中,烷基一詞在特定範圍的碳原子中包含,例如甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、第二-丁基、異丁基、第三-丁基、2-乙基丁基、正戊基、異戊基、1-甲基戊基、1,3-二甲基丁基、正己基、1-甲基己基、正庚基、2-甲基庚基、1,1,3,3-四甲基丁基、1-甲基庚基、3甲基庚基、正辛基、2-乙基己基、1,1,3-三甲基己基、1,1,3,3-四甲基戊基、壬基、癸基、十一基、1-甲基十一基或十二基。
於特定範圍的碳原子中,烯基之例子係乙烯基、丙烯基、1-甲基乙烯基以及丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基、十一烯基及十二烯基之具支鏈或不具支鏈的異構物。烯基一詞亦包含具有多於一個可係共軛或非共軛之雙鍵的基團,例如可包含一個雙鍵。
炔基於特定範圍之碳原子之例子係乙炔基、丙炔基、1-甲基乙炔基及丁炔基、戊炔基、己炔基、庚炔基、辛炔基、壬炔基、癸炔基、十一炔基及十二炔基之具支鏈及不具支鏈之異構物。炔基一詞亦可包含具有多於一個的三鍵之基團以及具有一個三鍵及一個雙鍵之基團,該等鍵結全部可係共軛或非共軛的。例如,炔基包含一三鍵。
芳基係例如苯基、聯苯、萘基(naphthalinyl)、蒽基(anthracenyl)、菲基或芘基,尤其係苯基或芘基,特別係苯基。
芳基/伸芳基可(進一步)經....取代係被了解為包括芳烷基、芳烯基、芳炔基、伸芳烷基、伸芳烯基及伸芳炔基之芳基。
雜芳基可包含一或多個(例如,1-4個,尤其係1-3個,特別係1-2個,諸如1個)雜原子,該雜原子較佳地係選自於由O、S及N所構成之組群,尤其係S及N,特別係N。雜芳基之例子係苯硫基、苯基苯硫基、聯苯苯硫基、三苯基苯硫基、聯苯硫基、三苯硫基、四苯硫基、呋喃基、二呋喃基、三呋喃基、吡咯基、咔唑基、苯基咔唑基、二苯基咔唑基、三苯基咔唑基、四苯基咔唑基、吲哚基(indolyl)、哌啶基、9H -噪呤基、喋啶基、喹啉基(chinolinyl)、異喹啉基(isochinyl)、吖啶基(acridinyl)、啡基(phenazinyl)、,較佳的例子係苯硫基、苯基苯硫基、二苯基苯硫基、三苯基苯硫基、咔唑基、苯基咔唑基、二苯基咔唑基、三苯基咔唑基、四苯基咔唑基、、更佳的例子係苯硫基、三苯基苯硫基、咔唑基、苯基咔唑基、,一特別較佳的例子係咔唑基。雜芳基做為R18 係例如三苯基苯硫基、咔唑基或苯基咔唑基。雜芳基做為R7 及/或R10 係例苯硫基、咔唑基、
甲基(茀基-9-亞基)係例如
芳烷基係例如苄基或α,α-二甲基苄基,尤其係苄基。芳烯基包括,例如
芳炔基之例子係2-苯基乙炔基。
環烷基之一些例子係、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、環辛基、甲基環戊基、二甲基環戊基、甲基環己基以及二甲基環己基,例如環己基。
環烯基之一些例子係環戊烯基、環己烯基、甲基環戊烯基、二甲基環戊烯基以及甲基環己烯基。環烯基可包含多於一個可係共軛或非共軛之雙鍵,例如可包含一個雙鍵。環炔基的一些例子係環己炔基及甲基環己炔基。
鹵素一詞可包括氟、氯、溴及碘;例如鹵素係氟。
於定義中,伸烷基一詞在特定範圍之碳原子中包含,例如亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸異丙基、正伸丁基、第二伸丁基、伸異丁基、第三-伸丁基、2-乙基伸丁基、正伸戊基、伸異戊基、1-甲基伸戊基、1,3-二甲基伸丁基、正伸己基、1-甲基伸己基、正伸庚基、2-甲基伸庚基、1,1,3,3-四甲基伸丁基、1-甲基伸庚基、3-甲基伸庚基、正伸辛基、2-乙基伸己基、1,1,3-三甲基伸己基、1,1,3,3-四甲基伸戊基、伸壬基、伸癸基、伸十一基、1-甲基伸十一基或伸十二基。
伸烯基之例子在特定範圍之碳原子中係伸乙烯基、伸丙烯基、1-甲基伸乙烯基以及伸丁烯基、伸戊烯基、伸己烯基、伸庚烯基、伸辛烯基、伸壬烯基、伸十一烯基及伸十二烯基之具支鏈或不具支鏈的異構物。伸烯基一詞亦包含具有多於一個可係共軛或非共軛之雙鍵的基團,例如可包含一個雙鍵。
伸炔基之例子於特定範圍之碳原子中係伸乙炔基、伸丙炔基、1-甲基伸乙炔基以及伸丁炔基、伸戊炔基、伸己炔基、伸庚炔基、伸辛炔基、伸庚炔基、伸壬炔基、伸癸炔基、伸十一炔基及伸十二炔基之具支鏈或不具支鏈之異構物。伸炔基一詞也包含具有多於一個三鍵之基團及具有一個三鍵及一個雙鍵之基團,這些鍵結全部可係共軛的或非共軛的。例如,伸炔基包含一三鍵。
伸芳基係例如伸苯基、伸聯苯基、伸萘基、伸蒽基(anthracenylene)、伸菲基(phenanthrenylene)或伸芘基,尤其係伸苯基。
伸雜芳基可包含一或多個(例如,.1-4個,尤其係1--3個,特別係1-2個,諸如1個)雜原子,其係選自於由O、S及N所構成之組群,特別係S及N,尤其係N。伸雜芳基之例子係伸苯硫基、伸聯苯硫基、伸三苯硫基、伸四苯硫基、伸呋喃基、伸雙環呋喃基(bifuranylene)、伸三環呋喃基、伸吡咯基、伸咔唑基、伸吲哚基(indolylene)、伸哌啶基、9H -伸嘌呤基、伸喋啶基、伸喹啉基(chinolinylene)、伸異喹啉基(isochinylene)、伸吖啶基、伸啡基及
伸芳烷基係例如苯基亞甲基、苯基伸乙基或苯基二甲基亞甲基。
伸芳烯基包括,例如,苯基伸乙烯基。
伸芳炔基之例子係苯基伸乙炔基。
伸環烷基之一些例子係伸環丁基、伸環戊基、伸環己基、伸環庚基,伸環辛基、甲基伸環戊基、二甲基伸環戊基、甲基伸環己基及二甲基伸環己基,例如伸環己基。
伸環烯基之一些例子係伸環戊烯基、伸環己烯基、甲基伸環戊烯基、二甲基伸環戊烯基以及甲基伸環己烯基。伸環烯基可包含多於一個為共軛或非共軛之雙鍵,例如可包含一個雙鍵。
伸環炔基之一些例子係伸環己炔基以及甲基伸環己炔基。
伸雜芳烷基之例子係苯硫基亞甲基、苯硫基伸乙基、聯苯硫基亞甲基、聯苯硫基伸乙基、呋喃基亞甲基、呋喃基伸乙基、雙環呋喃基亞甲基(bifuranylmethylene)、雙環呋喃基伸乙基、吡咯基亞甲基、吡咯基伸乙基、吲哚基亞甲基、吲哚基伸乙基、喹啉基亞甲基、喹啉基伸乙基(chinolinylethylene)、異喹啉基亞甲基及異喹啉基伸乙基(isochinolinylethylene)。
伸雜芳烯基之例子係苯硫基伸乙烯基、聯苯硫基伸乙烯基、呋喃基伸乙烯基、雙環呋喃基伸乙烯基、吡咯基伸乙烯基、吲哚基伸乙烯基、喹啉基伸乙烯基及異喹啉基伸乙烯基。
伸雜芳炔基之例子係苯硫基伸乙炔基、聯苯硫基伸乙炔基、呋喃基伸乙炔基、雙環呋喃基伸乙炔基、吡咯基伸乙炔基、吲哚基伸乙炔基、喹啉基伸乙炔基及異喹啉基伸乙炔基。
例如,氟化烷基係一經一或多個氟所取代的烷基。氟化烷基之例子係-CF3 、-CF2 CF3 、-CF2 CF2 CF3 、-CF(CF3 )2 、-(CF2 )3 CF3 、-(CF2 )CF2 H及-C(CF3 )3 ,尤其係-CF3 。較佳地,氟化烷基係全氟化的。
在此所描述的較佳態樣適用於本發明之所有方面。
比例及%系重量比及重量-%,除非有其他的說明。
簡寫
DSC 染料敏化太陽能電池
製備實施例 實施例D- 1
醛(A)之製備:
醛(A)係經由如同WO20040011555(C-4)所述之方法來製備。
(B)之製備;
1g(2.26mmol)之醛(A)、0.29g(1.76mmol)之4-吡啶基乙酸乙酯,0.27g(3.5mmol)之醋酸銨及10mml之醋酸在130℃被攪拌15小時。在冷卻至室溫後,該反應混合物被倒入30ml之水中,且沉澱被過濾。粗製產物藉由管柱層析法被純化且630mg之紫色固體(B)被獲得(產率60%)。
(C)之製備;
200mg(0.43mmol)之吡啶衍生物(B)及100mg之三級-溴乙酸丁酯以及20ml之乙酸乙酯在80℃被攪拌5小時。在該反應混合物到達室溫後,沉澱被過濾且乾燥。接著,220mg之紫色固體(C)被取得。該吡啶鎓鹽(C)被使用於下一個步驟中而不需進一步純化。
D-1之製備;
220mg之吡啶鎓鹽(C)及10ml之三氟醋酸在室溫中被攪動2小時。在三氟醋酸經由蒸發作用被移除後,粗製產物藉由管柱層析法被純化且200mg之D-1 被獲得。
實施例D-3
吡啶鎓鹽(D)之製備:
2.0g(0.012mol)之4-吡啶基乙酸乙酯、3,75g(0.019mol)之三級-溴乙酸丁酯及20ml甲苯之混合物在回流下被加熱2小時。該反應混合物被達到室溫且接著沉澱藉由過濾被收集。乾燥後,4.42g之吡啶鎓鹽(D)被獲得。此吡啶鎓鹽(D)被用於下一個反應而不需進一步純化。
( F)之製備;
780mg(2.17mmol)之吡啶鎓鹽(D),550mg(2.19mmol)之醛(E)及8ml之乙酐在100℃被攪拌2小時。移除乙酐後,粗製產物經由管柱層析法被純化且760mg之紫色固體(F)被獲得(59%)。
D-3之製備;
300mg之吡啶鎓鹽(F),2ml之三氟醋酸及5ml之二氯甲烷在室溫被攪拌2小時。在經由真空蒸發移除溶劑後,粗製產物經由管柱層析法被純化且160mg之紅色固體(D-3 )被獲得(59%)。
實施例D-2及D-4至D-61
染料D-2及D-4-D-61 係以類似於上面所提及之程序來製備。
於化合物D-1D-59 中,予體D係接附至該件格之左側以及該受體A係接附至該間隔之右側。
染料D-62-D-111 係以類似於上面所提及之D-1或D-3的程序被製備。
於化合物D-62D-111 中,予體D係接附至間隔之左側且受體A係接附至間隔之右側。
應用實施例 實施例A-1(DSC裝置的製備)
氧化鈦糊(PST-18NR,由Catalysts&Chemicals Ind. Co.,Ltd.所供應)藉由網板印刷方法被塗覆至一FTO(氧化錫摻雜氟)玻璃基材(<12ohms/sq,A11DU80,由AGC Fabritech Co.,Ltd.所供應)上以形成一具有0.64cm2 之區域大小的塗覆層。在120℃乾燥5分鐘後,一具有5μm之後度之運作電極層藉由施以在450℃之空氣中30分鐘以及50 0℃30分中的熱處理被獲得。
0.02g之染料(D-1 )被溶解於25ml之乙腈+第三丁醇(1:1)的混合物溶液中。以上所製備之透明運作電極在室溫中被浸沒於溶液中2小時以吸收該染料。
做為一相對的電極,一電極層ITO(銦-錫氧化物)玻璃電極基材被製備,其上具有經由鍍濺在其上形成厚度8nm之由鉑構成的電極層。
一0.05M之碘、0.1M之碘化鋰及0.6M之1-丙基-2,3-碘化二甲基咪唑於甲氧丙腈之溶液被使用作為一電解質溶液。
一光電轉換裝置藉由使上述之運作電極及相對電極相互對立且將上述電解質溶液保持於該等電極間形成具有50μm厚度之間隔來製造。
上述光電轉換裝置在一由日光模擬光源(solar simulator)(Peccell Technologies,Inc)之運作電極側所產生之人造陽光照明下被評估(AM 1.5,100mW/cm2 強度)。
實施例A-2至A-21以及A-23至A-39
除了化合物(D-1 )被化合物(D-2 )-(D-34 )或(D-58 )- (D-61 )取代之外,DSC裝置係以相同於實施例A-1 所述之方法被製備及評估。
比較性實施例A-22
除了化合物(D-1 )被顯示於下的化合物(R-1 )取代外,DSC裝置以相同於實施例A-1中所述之方法 被製備及評估。表1顯示了結果。
如同實施例中所證明,本發明之染料提供了DSC裝置極佳的光伏打性能。
實施例B-1-B-8(應用共-吸附劑之實施例)
DSC裝置以相同於實施例A-1 中所述之方法被製備及評估除了化合物(D-1 )被化合物(D-2、D-33或D-27 )取代且顯示於下之類固醇化合物(E-1 )被加入染料溶液外。
表2顯示出結果。
如同實施例中所證明,根據本發明之染料與類固醇化合物之組合提供了DSC裝置極佳的光伏打性能。
實施例B-9-B-10(改變染料吸收時間之實施例)
DSC裝置以相同於實施例B-3及B-5 中所述之方法被製備及評估除了透明運轉電極在室溫中被浸沒於溶液3小時外。表3顯示出結果。
實施例C-1-C-3(共-吸收染料之實施例)
DSC裝置以相同於實施例A-1 中所述之方法被製備及評估除了化合物(D-1 )被顯示如下之化合物混合物(R-2D-6 )取代。
表4顯示了結果。
如實施例中所闡述,根據本發明之染料組合及另一染料提供給DSC裝置良好的光伏打性能。
實施例A-40至A-89
DSC裝置以相同於實施例A-1 中所述之方法被製備及評估除了化合物(D-1 )被化合物(D-62 )-(D-111 )取代。
如同實施例中所顯示,本發明之染料提供DSC裝置極佳的光伏打性能。

Claims (14)

  1. 一種包含有一多孔薄膜之電極層,該多孔薄膜係由以式(I)之染料敏化之氧化物半導體微粒子所製成, 其中A係吡啶鎓*Y- 、喹啉鎓*Y- 或異喹啉鎓*Y- ,其各係未經取代或經取代的;Y- 係Cl- 、Br- 、l- 、SCN- 、BF4 - 、PF6 - 、ClO4 - 、SbF6 - 、AsF6 - 或一選自於由羧酸鹽、磺酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、膦酸鹽所構成之組群的有機陰離子;n係0或1;D獨立地係一式(III)或(IV)之基團 R1 、R2 、R3 及R4 獨立地係H、-S(=O)2 OR7 、-S(=O)2 R7 、-S(=O)R7 、-S(=O)OR7 、氟化C1 -C8 烷基、一式(II)之基團 或未經取代或經取代之C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或 C6 -C20 環炔基,其中該烷基及環烷基係連續的或經O、S、NR14 或其組合所中斷;或R1 和R2 、R1 和R15 、R1 和R16 、R2 和R15 、R2 和R16 或R3 和R4 一起形成一未經取代或經取代之脂肪族5-、6-或7-員環;或R2 和R15 一起形成一未經取代或經取代之雜芳香族5-、6-或7-員環;或R1 係D;或若D係式(IV)之基團,R1 及R18 可一起形成一未經取代或經取代之5-、6-或7-員環;有附帶條件係 R1 -R4 之至少一者係氟化C1 -C8 烷基或者R2 或R4 或兩者係-S(=O)2 OR7 、-S(=O)2 R7 、-S(=O)R7 、-S(=O)OR7 或一式(II)之基團,;R5 係NR8 、N-OR8 、N-NR8 R9 、O或S;R6 係CO-SR7 、CO-NR7 -NR10 R11 、CO-NR7 -OR10 、CO-O-CO-R7 、CO-NR7 -CO-R10 、CO-NR7 -CO-OR10 、CO-NR7 -CO-NR10 R11 、NR7 R10 、OR7 、SR7 、NR7 -NR10 R11 、NR7 -OR10 、O-CO-R7 、O-CO-OR7 、O-CO-NR7 R10 、NR7 -CO-R10 、NR7 -CO-OR10 、NR7 -CO-NR10 R11 、CO-R7 、CO-OR7 、CO-NR7 R10 、NR12 -C(=NR13 )R7 或未經取代或經取代之C1 -C20 烷基、C6 -C20 芳基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中該烷基及環烷基係連續的或經O、S、NR14 或其組合中斷的;R8 及R9 獨立地係H或未經取代或經取代之C1 -C20 烷 基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中該烷基及環烷基係連續的或經O、S、NR14 或其組合中斷的;R7 、R10 及R11 獨立地係H或未經取代或經取代之C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C3 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中該烷基及環烷基係連續的或經O、S、NR14 或其組合中斷的;或R7 或R10 與R1 -R4 中之基團一起形成一未經取代或經取代之脂肪族5-、6-或7-員環,該R1 -R4 之基團係接附到與包含有R7 或R10 之R1 -R4 基團相同雙鍵者;或若R7 或R10 係R2 之部份,其可與R15 或R16 一起形成一未經取代或經取代之脂肪族6-或7-員環;或若R7 或R10 係R2 之部分且n係0或係R4 之部分且n係1,其可與鄰位於基團之一A取代基一起形成一未經取代或經取代之脂肪族5-、6-或7-員環;R12 及R13 一起形成一未經取代或經取代之5-、6-或7-員環;R14 獨立地係H或未經取代或經取代之C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C5 -C20 環 烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基;R17 及R18 獨立地係未經取代或經取代之C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C24 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中該烷基及環烷基係連續的或經O、S、NR14 或其組合中斷;或R17 和R18 、R17 和R22 、R17 和R20 及/或R18 和R19 一起形成一未經取代或經取代之5-、6-或7-員環;R15 、R16 、R19 、R20 、R21 、R22 、R23 及R24 獨立地係H、NR25 R26 、OR25 、SR25 、NR25 -NR26 R27 、NR25 -OR26 、O-CO-R25 、O-CO-OR25 、O-CO-NR25 R26 、NR25 -CO-R26 、NR25 -CO-OR26 、NR25 -CO-NR26 R27 、CO-R25 、CO-OR25 、CO-NR25 R26 、S-CO-R25 、CO-SR25 、CO-NR25 -NR26 R27 、CO-NR25 -OR26 、CO-O-CO-R25 、CO-O-CO-OR25 、CO-O-CO-NR25 R26 、CO-NR25 -CO-R26 、CO-NR25 -CO-OR26 ,或未經取代或經取代之C1 -C20 烷基、C6 -C20 芳基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中該烷基及環烷基係連續的或經O、S、NR14 或其組合中斷的;R25 、R26 及R27 獨立地係H或未經取代或經取代之C1 -C20 烷基、C6 -C20 芳基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基, 其中該烷基及環烷基係連續的或經O、S、NR14 或其組合中斷的;有附帶條件係A或R1 -R4 之至少一者或A及R1 -R4 之至少一者含有一基團G,其中G係-R28 -COOH、-R28 -COO- Z+ 、-R28 -S(=O)2 OH、-R28 -S(=O)2 O- Z+ 、-R28 -O-S(=O)2 OH、-R28 -O-S(=O)2 O- Z+ 、-R28 -P(=O)(OH)2 、-R28 -P(=O)(O- Z+ )2 、-R28 -P(=O)(OH)(O- Z+ )、-R28 -O-P(=O)(OH)2 、-R28 -O-P(=O)(O- Z+ )2 、-R28 -O-P(=O)(OH)(O- Z+ );R28 係一直接鍵結或未經取代或經取代之C1 -C20 伸烷基、C2 -C20 伸烯基、C2 -C20 伸炔基、C6 -C20 伸芳基、C4 -C9 伸雜芳基、C7 -C11 伸芳烷基、C8 -C11 伸芳烯基、C8 -C11 伸芳炔基、C6 -C11 伸雜芳烷基、C7 -C11 伸雜芳烯基、C7 -C11 伸雜芳炔基或C5 -C6 伸環烷基;以及Z+ 係N(R14 )4 + 、Li+ 、Na+ 或K+ 或係一為一式(I)化合物之部分作為A基團之部分的銨陽離子。
  2. 如申請專利範圍第1項之電極層,其中A係一式(V)-(IX)之基團, Y- 係Cl- 、Br- 、l- 、SCN- 、BF4 - 、PF6 - 、ClO4 - 、SbF6 - 、AsF6 - 或一選自於由C1 -C20 烷基-COO- 、C6 -C20 芳基-COO- 、C1 -C20 烷基-S(=O)2 O- 、C6 -C20 芳基-S(=O)2 O- 、C1 -C20 烷基-O-S(=O)2 O- 、C6 -C20 芳基-O-S(=O)2 O- 、C1 -C20 烷基-P(=O)2 O- 、C6 -C20 芳基-P(=O)2 O- 、C1 -C20 烷基-O-P(=O)2 O- 及C6 -C20 芳基-O-P(=O)2 O- 所構成之組群的有機陰離子,其中該芳基係未經取代或經1至4個C1 -C20 烷基所取代,或Y- 係一陰離子基團,其係式(I)之化合物的部份且係選自於由COO- ,S(=O)2 O- 、O-S(=O)2 O- 、P(=O)(O- )(O- Z+ )、P(=O)(OH)(O- )、O-P(=O)(O- )(O- Z+ )、O-P(=O)(OH)(O- )所構成之組群;R29 係G、C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C5 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中該烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基、環烷基、環烯基及環炔基係未經取代或經氟、吡啶鎓*Y- 、喹啉鎓*Y- 或異喹啉鎓*Y- 所取代,其中該吡啶鎓、喹啉鎓及異喹啉鎓係未經取代或經G、C1 -C20 烷基或其組合所取代;R30 、R31 、R32 、R33 、R34 及R35 獨立地係G、H、鹵素、吡啶鎓*Y- 、喹啉鎓*Y- 、異喹啉鎓*Y- 、C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C5 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中該吡啶鎓、喹啉鎓、異喹啉鎓、烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基、環烷基、環烯基及環炔基係未經取代或經鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’、S(=O)2 OR14 、S(=O)2 O- Z+ 或其組合所取代,以及該芳基及雜芳基可進一步由1-4個C1 -C20 烷基所取代,以及其中該吡啶鎓、喹啉鎓及異喹啉鎓可進一步由G、C1 -C20 烷基或其組合所取代;或R29 -R35 之二鄰位基團一起形成三亞甲基、四亞甲基或五亞甲基,其各係未經取代或經G、苯并基、R14 或其組合所取代,n係0或1;R1 、R2 、R3 及R4 獨立地係H、-S(=O)2 OR7 、-S(=O)2 R7 、-S(=O)R7 、-S(=O)OR7 、氟化C1 -C8 烷基、一式(II)之基團、C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中該烷基及環烷基係連續的或經O、S、NR14 或其組合所中斷,以及其中該烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基、環烷基、環烯基及環炔基係未經取代或經G、鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’、S(=O)2 OR14 、 S(=O)2 O- Z+ 或其組合所取代,以及該芳基及雜芳基可進一步經C1 -C20 烷基、氟化C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基、C6 -C20 環炔基或其組合取代;或R1 係D;或R1 和R15 或R1 和R16 一起形成伸乙基、三亞甲基、四亞甲基、亞甲基-O、O-亞甲基、伸乙基-O、O-伸乙基、三亞甲基-O、O-三亞甲基、亞甲基-NR14 、NR14 -亞甲基、伸乙基-NR14 、NR14 -伸乙基、三亞甲基-NR14 或NR14 -三亞甲基而因此形成一脂肪族5-、6-或7-員環;或R2 和R15 一起形成-O-、-S-或-NR14 -;或若D係式(IV)之基團,R1 和R18 可一起與N-原子形成在一起,R17 及R18 被接附至,其中於各前述基團中,一或多個H-原子可被C1 -C20 烷基、C1 -C20 亞烷基、苯基或其組合取代,於各前述基團中,二孿H-原子可被C1 -C20 亞烷基取代,及/或於各前述之基團中,二鄰位之H-原子可被苯并基、三亞甲基或四亞甲基取代;有附帶條件係R1 -R4 之至少一者係氟化C1 -C8 烷基或係R2 或R4 或兩者係-S(=O)2 OR7 、-S(=O)2 R7 、-S(=O)R7 、-S(=O)OR7 或式(II)之基團;R5 係NR8 、N-OR8 、N-NR8 R9 、O或S;R6 係NR7 R10 、OR7 、SR7 、NR7 -NR10 R11 、NR7 -OR10 、 O-CO-R7 、O-CO-OR7 、O-CO-NR7 R10 、NR7 -CO-R10 、NR7 -CO-OR10 、NR7 -CO-NR10 R11 、CO-R7 、CO-OR7 、CO-NR7 R10 、C1 -C20 烷基、C6 -C20 芳基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中該烷基及環烷基係連續的或經O、S、NR14 或其組合中斷,且其中該烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基、環烷基、環烯基及環炔基係未經取代或經G、鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’、S(=O)2 OR14 、S(=O)2 O- Z+ 或其組合取代,以及該芳基及雜芳基可進一步由C1 -C20 烷基、氟化C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基、C6 -C20 環炔基或其組合所取代;R8 及R9 獨立地係H、C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中該烷基及環烷基係連續的或由O、S、NR14 或其組合所中斷,且其中該烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基、環烷基、環烯基及環炔基係未經取代的或經G、鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’、S(=O)2 OR14 、S(=O)2 O- Z+ 或其組合取代, 以及該芳基及雜芳基可進一步由C1 -C20 烷基、氟化C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基、C6 -C20 環炔基或其組合所取代;R7 、R10 及R11 獨立地係H、C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C3 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中該烷基及環烷基係連續的或經O、S、NR14 或其組合中斷,以及其中該烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基、環烷基、環烯基及環炔基係未經取代或經G、鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’、S(=O)2 OR14 、S(=O)2 O- Z+ 或其組合所取代,以及該芳基及雜芳基可進一步經C1 -C20 烷基、氟化C1 -C20 烷基、氟化O-C1 -C20 烷基、-CN、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基、C6 -C20 環炔基或其組合所取代;或為R2 之部分的R7 或R10 與R1 一起形成一直接鍵結、亞甲基或伸乙基而因此形成一脂肪族5-、6-或7-員環;或為R4 之部分的R7 或R10 與R3 一起形成一直接鍵結、亞甲基或伸乙基而因此形成一脂肪族5-、6-或7-員環; 或若R7 或R10 係R2 之部份,其可與R15 或R16 一起形成一直接鍵結或亞甲基而因此形成一脂肪族6-或7-員環;或若R7 或R10 係R2 部份且n係0或係R4 之部分且n係1,其可與一鄰位於基團之A取代基一起形成一直接鍵結、亞甲基或伸乙基而因此形成一5-、6-或7-員環;R14 、R14 ’獨立地係H、C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C5 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基;D獨立地係式(III)或(IV)之基團;R17 及R18 獨立地係茀基、C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C24 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中該茀基、烷基及環烷基係連續的或經O、S、NR14 或其組合所中斷,以及其中該烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基、環烷基、環烯基及環炔基係未經取代或經四氫呋喃基、鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’、S(=O)2 OR14 、S(=O)2 O- Z+ 或其組合取代,以及該茀基、芳基及雜芳基可進一步經順丁烯二酐基(maleic anhydridyl)、順丁烯二醯亞氨基 (maleimidyl)、茚基、C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基、C6 -C20 環炔基或其組合取代,其中該順丁烯二酐基及順丁烯二醯亞氨基係未經取代或經C1 -C20 烷基、C6 -C20 芳基、苯基-NR14 R14 ’或其組合取代;或R17 和R18 與N形成在一起,其被接附至哌啶基、六氫吡基、嗎福啉基、咪唑啶基或吡咯啶基,其各係未經取代或經C1 -C20 烷基、C1 -C20 亞烷基、苯并基、三亞甲基、四亞甲基或其組合取代,其係未經取代或經鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’、S(=O)2 OR14 、S(=O)2 O- Z+ 或其組合取代;或R17 和R22 、R17 和R20 及/或R18 和R19 與N-原子形成在一起,R17 及R18 被接附於 ,其中於各前述之基團中,一或多個H-原子可被C1 -C20 烷基、C1 -C20 亞烷基、苯基或其組合所取代;於各前述基團中,二孿H-原子可被C1 -C20 亞烷基取代,及/或於各前述基團中,二鄰位H- 原子可被苯并基、三亞甲基或四亞甲基取代,其中該苯并基係未經取代或經甲基(茀基-9-亞基)(methyl(fluoren-9-ylidene))所取代;R15 、R16 、R19 、R20 、R21 、R22 、R23 及R24 獨立地係H、NR25 R26 、OR25 、SR25 、NR25 -NR26 R27 、NR25 -OR26 、O-CO-R25 、O-CO-OR25 、O-CO-NR25 R26 、NR25 -CO-R26 、NR25 -CO-OR26 、NR25 -CO-NR26 R27 、CO-R25 、CO-OR25 、CO-NR25 R26 、CO-SR25 、CO-NR25 -NR26 R27 、CO-NR25 -OR26 、CO-O-CO-R25 、CO-O-CO-OR25 、CO-O-CO-NR25 R26 、CO-NR25 -CO-R26 、CO-NR25 -CO-OR26 、C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中該烷基及環烷基係連續的或經O、S、NR14 或其組合中斷的,以及其中該烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基、環烷基、環烯基及環炔基係未經取代或經鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’、S(=O)2 OR14 、S(=O)2 O- Z+ 或其組合所取代,以及該芳基及雜芳基可進一步經C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基、C6 -C20 環炔基或其組合所取代;R25 、R26 及及R27 獨立地係H、C1 -C20 烷基、C6 -C20 芳基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C4 -C20 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基或C6 -C20 環炔基,其中該烷基及環烷基係連續的或經O、S、NR14 或其組合中斷的,以及其中該烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基、環烷基、環烯基及環炔基係未經取代或經吡啶鎓*Y- 、順丁烯二酐基、順丁烯二醯亞氨基、鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’、S(=O)2 OR14 、S(=O)2 O- Z+ 或其組合所取代,以及該芳基及雜芳基可進一步經C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基、C6 -C20 環炔基或其組合取代,其中該吡啶鎓、順丁烯二酐基、順丁烯二醯亞氨基係未經取代或經C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C6 -C20 芳基、C6 -C20 芳基-O-R14 、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C20 芳炔基、C4 -C20 環烷基、C5 -C20 環烯基、C6 -C20 環炔基、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’或其組合取代的;有附帶條件係R29 -R35 之至少一者或R1 -R4 之至少一者,或R29 -R35 之至少一者及R1 -R4 之至少一者包含一基團G;其中G係-R28 -COOH、-R28 -COO- Z+ 、-R28 -S(=O)2 OH、-R28 -S(=O)2 O- Z+ 、-R28 -O-S(=O)2 OH、-R28 -O-S(=O)2 O- Z+ 、 -R28 -P(=O)(OH)2 、-R28 -P(=O)(O- Z+ )2 、-R28 -P(=O)(OH)(O- Z+ )、-R28 -O-P(=O)(OH)2 、-R28 -O-P(=O)(O- Z+ )2 、-R28 -O-P(=O)(OH)(O- Z+ );R28 係一直接鍵結或C1 -C20 伸烷基、C2 -C20 伸烯基、C2 -C20 伸炔基、C6 -C20 伸芳基、C4 -C9 伸雜芳基、C7 -C11 伸芳烷基、C8 -C11 伸芳烯基、C8 -C11 伸芳炔基、C6 -C11 伸雜芳烷基、C7 -C11 伸雜芳烯基、C7 -C11 伸雜芳炔基或C5 -C6 伸環烷基,其中各前述基團係未經取代或經鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’、S(=O)2 OR14 、S(=O)2 O- Z+ 或其組合取代,以及該伸芳基及伸雜芳基可進一步經1-4個C1 -C20 烷基取代;Z+ 係N(R14 )4 + 、Li+ 、Na+ 或K+ 或係陽離子基團,其係式(I)之化合物的部份作為基團A之部分;或式(I)之化合物係二聚體且R6 、R7 、R10 、R29 -R35 中之一者係R36 ,或R1,或R2,或R3,或R4,或R18,或 R20,或R21,或R30 -R35 之一者係 A’係如同對於A之界定;D’係如同對於D之界定;R1 ’係如同對於R1 之界定;R2 ’係如同對於R2 之界定;R3 ’係如同對於R3 之界定;R4 ’係如同對於R4 之界定; R1 ”、R2 ”、R3 ”、R4 ”係R36 ;R18 ’係R37 ;R20 ’及R21 ’係R37 、O-R37 -O、S-R37 -S、NR14 -R37 -NR14 ’、CO-R37 -CO、CO-O-R37 -O-CO、CO-NR14 -R37 -NR14 ’-CO、CO-S-R37 -S-CO、O-CO-R37 -CO-O、NR14 -CO-R37 -CO-NR14 ’或S-CO-R37 -CO-S;R36 係如同對於R37 之界定,其中該伸烷基、伸烯基、伸炔基、伸芳基、伸雜芳基、伸芳烷基、伸芳烯基、伸芳炔基、伸環烷基、伸烷基-伸芳基-伸烷基、伸環烯基及伸環炔基可經G所取代;R37 係C1 -C20 伸烷基、C2 -C20 伸烯基、C2 -C20 伸炔基、C6 -C20 伸芳基、C4 -C20 伸雜芳基、C7 -C20 伸芳烷基、C8 -C20 伸芳烯基、C8 -C20 伸芳炔基、C4 -C20 伸環烷基、C1 -C8 伸烷基-C6 -C20 伸芳基-C1 -C8 伸烷基、C5 -C20 伸環烯基或C6 -C20 伸環炔基,其中該伸烷基及伸環烷基係連續的或由O、S、NR14 或其組合所中斷,且其中該伸烷基、伸烯基、伸炔基、伸芳基、伸雜芳基、伸芳烷基、伸芳烯基、伸芳炔基、伸環烷基、伸烷基-伸芳基-伸烷基、伸環烯基及伸環炔基係未經取代或經氟所取代,以及其中該伸芳基、伸雜芳基及芳基可進一步被C1 -C20 烷基、氟化C1 -C20 烷基或其組合所取代,且其剩餘之取代基係如上所界定。
  3. 如申請專利範圍第2項之電極層,其中A係一式(V’)-(VII’)之基團; Y- 係Cl- 、Br- 、l- 、SCN- 、BF4 - 、PF6 - 、ClO4 - 、SbF6 - 、AsF6 - 或一選自於由C1 -C20 烷基-S(=O)2 O- 、C6 -C20 芳基-S(=O)2 O- 、C1 -C20 烷基-O-S(=O)2 O- 、C6 -C20 芳基-O-S(=O)2 O- 、C1 -C20 烷基-P(=O)2 O- 、C6 -C20 芳基-P(=O)2 O- 、C1 -C20 烷基-O-P(=O)2 O- 及C6 -C20 芳基-O-P(=O)2 O- 所構成之組群的有機陰離子,其中該芳基係未經取代或經1至4個C1 -C20 烷基取代,或Y- 係一陰離子基團,其係式(I)之化合物的部分且係選自於由COO- 、S(=O)2 O- 、O-S(=O)2 O- 、P(=O)(O- )(O- Z+ )、P(=O)(OH)(O- )、O-P(=O)(O- )(O- Z+ )及O-P(=O)(OH)(O- )所構成之組群;R29 係G或C1 -C8 烷基,其中該烷基係未經取代或經吡啶鎓*Y- 或喹啉鎓*Y- 所取代,其中該吡啶鎓及喹啉鎓係經G取代;R30 、R31 、R32 、R33 、R34 及R35 獨立地係H、吡啶鎓*Y- 或喹啉鎓*Y-’ ,其中該吡啶鎓及喹啉鎓係經G取代;n係0或1;R1 、R2 、R3 及R4 獨立地係H、-S(=O)2 OR7 、-S(=O)2 R7 、-S(=O)R7 、-S(=O)OR7 、氟化C1 -C4 烷基、一式(II)之基團、 C1 -C8 烷基或C6 芳基;或R1 係D;或R1 和R15 一起形成伸乙基、三亞甲基、亞甲基-O、O-亞甲基、伸乙基-O、O-伸乙基、亞甲基-NR14 、NR14 -亞甲基、伸乙基-NR14 或NR14 -伸乙基,因此形成一脂肪族5-或6-員環;或R2 和R15 一起形成-O-、-S-或-NR14 -;或若D係式(IV)之基團,R1 和R18 可與N-原子形成在一起,R17 及R18 係接附至,於各前述基團中,二鄰位H-原子可被苯并基取代;有附帶條件係R1 -R4 之至少一者係氟化C1 -C4 烷基或係R2 或R4 或兩者係-S(=O)2 OR7 、-S(=O)2 R7 、-S(=O)R7 、-S(=O)OR7 或一式(II)之基團;R5 係O;R6 係NR7 R10 、OR7 、SR7 、NR7 -NR10 R11 、NR7 -OR10 ;R7 、R10 及R11 獨立地係H、C1 -C8 烷基、C6 -C20 芳基、C3 -C16 雜芳基或C7 -C10 芳烷基,以及其中該烷基、芳基、雜芳基及芳烷基係未經取代或經鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’或NR14 -CO-R14 ’所取代,以及該芳基及雜芳基可進一步被C1 -C10 烷基或氟化C1 -C8 烷基、氟化O-C1 -C8 烷基、-CN或其組合所取代;或為R2 之部分的R7 與R1 一起形成一直接鍵結或亞甲 基而因此形成一脂肪族5-或6-員環;或若R7 係R2 之部分,其可與R15 一起形成一直接鍵結而因此形成一脂肪族6-員環;或若R7 或R10 係R2 之部分且n係0,其可與鄰位於基團之A取代基一起形成一直接鍵結或亞甲基而因此形成一脂肪族5-或6-員環;R14 、R14 ’獨立地係H、C1 -C14 烷基、C6 芳基或C7 -C10 芳烷基;D獨立地係一式(III)或(IV)之基團;R17 及R18 獨立地係C1 -C8 烷基、C2 -C8 烯基、C6 -C20 芳基、C4 -C24 雜芳基、C7 -C20 芳烷基、C8 -C20 芳烯基、C8 -C10 芳炔基或C5 -C12 環烷基,其中該烷基、烯基、芳基、雜芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基及環烷基係未經取代或經四氫呋喃基、鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’,NR14 -CO-R14 ’或其組合取代,以及該芳基及雜芳基可進一步經C1 -C8 烷基、C2 -C8 烯基或C8 -C20 芳烯基取代;或R17 和R20 與N-原子形成在一起,R17 及R18 被接附至,其中於各前述基團中,一或多個H-原子可被 C1 -C20 烷基、C6 -C20 芳基或其組合取代,於各前述基團中,二孿H-原子可被C1 -C20 亞烷基取代,以及/或於各前述基團中,二鄰位H-原子可被苯并基、三亞甲基或四亞甲基取代,其中該苯并基係未經取代或經甲基(茀基-9-亞基)所取代;R15 係H、NR25 R26 、OR25 、SR25 、O-CO-R25 或NR25 -CO-R26 ;R19 、R20 及R21 係H;R25 及R26 獨立地係H、C1 -C14 烷基、C6 芳基或C7 -C10 芳烷基,其中該烷基、芳基及芳烷基係未經取代或經吡啶鎓*Y- 、鹵素、S-R14 、O-R14 、CO-OR14 、O-CO-R14 、NR14 R14 ’、CONR14 R14 ’、NR14 -CO-R14 ’或其組合所取代,以及該吡啶鎓及芳基可進一步經C1 -C8 烷基所取代;有附帶條件係R29 -R35 之至少一者包含基團G;其中G係-R28 -COOH、-R28 -COO- Z+ 、-R28 -S(=O)2 OH、-R28 -S(=O)2 O- Z+ 、-R28 -O-S(=O)2 OH、-R28 -O-S(=O)2 O- Z+ 、-R28 -P(=O)(OH)2 、-R28 -P(=O)(O- Z+ )2 、-R28 -P(=O)(OH)(O- Z+ )、-R28 -O-P(=O)(OH)2 、-R28 -O-P(=O)(O- Z+ )2 或-R28 -O-P(=O)(OH)(O- Z+ ),R28 係C1 -C8 伸烷基,其係未經取代或經CO-OH所取代;Z+ 係N(R14 )4 + 、Li+ 、Na+ 或K+ ,或係陽離子基團,其係式(I)之化合物的部分做為基團A之部分; 或式(I)化合物係二聚物且R6 、R7 、R10 、R29 之一者係R36 ,或R18、或、或R20、或R21 A’係如同對於A之界定;D’係如同對於D之界定;R1 ’係如同對於R1 之界定;R2 ’係如同對於R2 之界定;R3 ’係如同對於R3 之界定;R4 ’係如同對於R4 之界定;R18 ’係R37 ;R20 ’及R21 ’係R37 、O-R37 -O、S-R37 -S、NR14 -R37 -NR14 ’、O-CO-R37 -CO-O、NR14 -CO-R37 -CO-NR14 ’或S-CO-R37 -CO-S;R36 係如同對於R37 之界定,其中該伸烷基、伸芳基及伸烷基-伸芳基-伸烷基係可進一步被G取代;R37 係C1 -C20 伸烷基、C6 -C10 伸芳基或C1 伸烷基-C6 伸芳基-C1 伸烷基,其中該伸烷基係連續的或經O、S、 NR14 或其組合中斷(例如,伸烷基係連續的),且其中該伸烷基、伸芳基及伸烷基-伸芳基-伸烷基係未經取代或經經氟所取代,且其中該伸芳基係可進一步被C1 -C8 烷基,氟化C1 -C8 烷基或其組合取代;且剩餘的取代基係如上所界定。
  4. 如申請專利範圍第3項之電極層,其中A係式(V’)之基團;Y- 係Cl- 、Br- 、l- 或C6 芳基-S(=O)2 O- ,其中該芳基係經1個C1 -C14 烷基取代,R29 係G;R30 、R31 、R32 及R33 係H;n係0或1;R1 係H;若n係1,當R1 係可額外地為D;若n係0,那時R2 係一式(II)之基團若n係1,R2 係H或R2 與R15 一起形成-O-;R3 係H;R4 係式(II)之基團,有附帶條件係R2 或R4 係式(II)之基團;R5 係O;R6 係NR7 R10 、NHR7 、OR7 或N(C1 -C8 烷基)-O(C1 -C8 烷基);R7 及R10 係獨立為C1 -C14 烷基、氟化C1 -C4 烷基、苄基,C3 -C14 雜芳基或C6 -C20 芳基,其中該烷基係可經 N-(C1 -C8 烷基)2 取代,該雜芳基係可經CO-O-C1 -C8 烷基或C1 -C8 烷基取代,該苄基及芳基係可經氟、C1 -C8 烷基、氟化C1 -C4 烷基、O-C1 -C8 烷基或N-(C1 -C8 烷基)2 取代,或該芳基係可經氯、CO-C1 -C8 烷基、-CN、氟化C1 -C4 烷基或氟化O-C1 -C4 烷基取代;D係式(III)之基團;R17 係C1 -C8 烷基;或R17 及R20 一起與R17 所接附之N-原子形成 R18 係C1 -C8 烷基、C8 -C20 芳烯基、C6 -C24 雜芳基或C6 -C20 芳基,其中該烷基係可被O-C1 -C14 烷基取代,該芳基係可被氟、C1 -C8 烷基、S-C1 -C8 烷基、O-C1 -C14 烷基、CO-O-C1 -C8 烷基、O-苯基、N-(苯基)2 或C8 -C20 芳烯基取代,且該雜芳基係可被C1 -C8 烷基、O-C1 -C8 烷基或C8 -C20 芳烯基取代; R15 係H、OR25 或O-CO-R25 ;R19 、R20 及R21 係H;R25 係C1 -C14 烷基或C7 -C10 芳烷基,其中該烷基係可經吡啶鎓*Y- 取代,且該吡啶鎓係經C1 -C8 烷基取代;有附帶條件係R29 包含一基團G;G係-R28 -COOH;R28 係C1 -C3 伸烷基,其係未經取代或經CO-OH取代;或式(I)之化合物係二聚物,n係0,且為R7 係C6 伸芳基或R21;A’係;R1 ’係H;R2 ’係H或式(II)之基團;R21 ’係O-C1 -C8 伸烷基-O;以及剩餘的該等取代基係如上所界定。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之電極層,其中該氧化物半導體微粒子係以TiO2 、SnO2 、WO3 、ZnO、Nb2 O5 、Fe2 O3 、ZrO2 、MgO、WO3 、ZnO、CdS、ZnS、PbS、Bi2 S3 、CdSe、CdTe或其組合製成。
  6. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之電極層,其中該以氧化物半導體微粒子之多孔薄膜係經以式(I)之染料與 一或多個另外染料敏化。
  7. 如申請專利範圍第6項之電極層,其中該另外染料係一金屬錯合物染料及/或一有機染料,該有機染料係選自於由吲哚啉、香豆素、花青、部花青素、半花青、次甲基(methin)、偶氮、醌(qionone)、醌亞胺、二酮吡咯並吡咯(diketo-pyrrolo-pyrrole)、喹吖酮(quinacridone)、方酸(squaraine)、三苯甲烷、苝(perylene)、藍靛、(xanthene)、伊紅、玫紅及其組合物所構成之群組。
  8. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之電極層,其中該染料係與一添加劑一起被吸收。
  9. 如申請專利範圍第8項之電極層,其中該添加劑係一共-吸附劑、一冠醚、一環糊精、一杯芳烴(calixarene)、聚乙烯氧化物或其組合。
  10. 一種包含一電極層之光電轉換裝置,該電極層係如申請專利範圍第1至9項中任一項之界定。
  11. 一種染料敏化太陽能電池,其包含一如申請專利範圍第10項所界定之光電轉換裝置。
  12. 一種式(I)之化合物於一染料敏化太陽能電池中作為一染料的用途,該式(I)之化合物係如申請專利範圍第1至4項中任一項之界定。
  13. 一種如申請專利範圍第1至4項所界定之式(I)之化合物,有附帶條件係R6 不係OR7 ,若R7 係部份R2 且與R15 一起形成一脂肪族6-員環。
  14. 如申請專利範圍第13項之一式(I)之化合物,有附帶 條件係R6 係NR7 R10 ,若R7 係部份R2 且與R15 一起形成一脂肪族6-員環。
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