题目：单噻吩染料敏化剂的合成及性能

太阳能电池的研究一直是科学热点，染料敏化太阳能电池（DSSCs）的出现为太阳能电池的发展开拓了新的领域。染料敏化剂在DSSCs中的作用是吸收太阳能光并将其转化成光生电子，其性能的优劣直接决定染料电池的整体性能，成为该领域的研究重点。
纯有机染料分子主要遵循供体（D）-桥链（π）-受体（A）体系，其优点是对D、π、A可单独修饰。修饰π-共轭桥链对DSSCs的光电转换效率有重要影响。本文设计合成了D-x系列染料，合成参比染料T-x系列染料，以三苯胺为电子供体，氰基乙酸为受体，分别以烷基取代单噻吩为桥链合成D-x系列染料，研究了烷基链的引入及其长短对染料敏化剂性能的影响；以单噻吩、乙烯基单噻吩、乙烯基苯为共轭桥链，合成了T-x系列染料，考察了延长π-共轭桥链对敏化剂性能的影响，以及噻吩环与苯环作为桥链时的影响与差异。主要研究内容包括：
1. 设计合成D-x系列染料并合成参比染料T-x系列化合物，通过MS、NMR、FT-IR等手段对目标化合物及中间体进行结构确定。对两个系列染料进行光物理性能、电化学性能以及光伏性能等测试。
2. D-x系列染料，紫外-可见光谱（UV-vis）分析表明，在π-共轭桥链上引入烷基链后，UV-vis发生蓝移，且摩尔消光系数下降；电化学性能结论表明，D-x系列染料的HOMO-LUMO均满足应用于DSSCs的能级要求，且随烷基链的延长，染料的基态跃迁能（E0-0）逐渐增大；光伏性能测试结果表明，甲基取代的染料D-2光电转换效率（5.64%）高于该系列其他染料。随着烷基链的延长，光生电流密度（Jsc）呈减小趋势；开路电压（Voc）呈增大趋势。
3. T-x系列染料，UV-vis分析表明，延长π-共轭桥链，T-2染料分子内电荷转移（ICT）所产生的最大吸收峰红移且吸光范围拓宽，T-3染料ICT所产生的吸收峰蓝移，分子中电子的π-π*跃迁产生的吸收峰范围变宽，表明噻吩作为π-共轭桥链，对光有更好的吸收；电化学性能结论表明，T-x系列染料均满足DSSCs对敏化剂的能级要求；光伏性能测试结果表明，染料T-3具有最高的光电转化效率5.79%，其中Voc为0.69 V，Jsc为12.41 mA?cm-2，FF为0.68，表现出最好的光伏性能。T-2拥有更大共轭平面，产生的较大分子间作用力导致分子间团聚，光电性能表现较差。