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本发明属于太阳能电池领域，涉及一种光敏染料及其制备方法和应用，具体地说是一种以咔唑和三苯胺作为两级电子供体的d-d-π-a结构的光敏染料及其制备方法和应用。
背景技术：
能源是经济的命脉，是人类社会发展的原动力，传统能源为人类带来巨大效益的同时，造成的环境污染同样给人类带来灾难性的影响。新能源的开发利用己经成为人类迫在眉睫的任务之一，太阳能不受开采、运输和储存条件的限制，不排放任何污染气体和有害物质，是典型的可再生新能源，每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源，并且可以维持上百亿年，可以说太阳能是用之不竭。现如今，开发廉价高效太阳能电池成为一种流行趋势。
太阳能电池的研究可追溯到19世纪，自1883年第一块太阳能电池问世以来，学术界一直在致力于提升其性能。染料敏化太阳能电池(dye-sensitizedsolarcells，简称dssc)因具有成本低廉、性价比高、结构多样性、质地轻盈等优点，受到了研究者广泛关注，1991年，瑞士科学家教授取得了突破性进展(nature，1991，353，737)，使电池的效率提高至7.1～7.9％。2014年报道的锌-卟啉类染料sm315(naturechemistry，2014，6，242)，是基于染料敏化太阳能电池中光电转换效率达到了13％，而基于有机染料的光电效率已经达到14％(chemicalcommunications，2015，51，15894)，金属配合物染料制备工艺复杂，提纯困难，而纯有机染料具有化学结构容易修饰，化合物结构制备提纯更加简便，因此纯有机染料更具有较好的研究前景。
纯有机染料多为d-π-a结构，基于d-π-a结构衍生出了d-d-π-a和d-a-π-a构型的染料。将三苯胺基团引入d-d-π-a的结构，可以有效地防止染料分子在二氧化钛半导体表面聚集，减小注入二氧化钛的激发态电子与电解质中氧化态离子的复合几率，提高电荷注入效率从而提高开路电压，有效提高其性能；可以拓宽染料的光谱响应，提高摩尔消光系数，且具有更好的热稳定性，而咔唑基团同样是一种优良的电子供体。采用咔唑基团和三苯胺基团作为染料的两级电子供体形成d-d-π-a的有机染料，研究交换电子供体位置对染料性能的影响，拓展染料的设计思路，具有重要的研究意义。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题，是提供一种以咔唑和三苯胺作为两级电子供体的d-d-π-a结构的光敏染料及其制备方法和应用，以解决现有技术中存在的上述问题。
为实现上述发明目的，本发明所采取的技术方案是：
一种以咔唑和三苯胺作为两级电子供体的d-d-π-a结构的光敏染料，该光敏染料以三苯胺和咔唑作为两级电子供体，3，4-乙烯二氧噻吩或噻吩为π共轭桥，氰乙酸为电子受体，该光敏染料的化学结构通式为：
作为本发明结构的一种限定，所述化学结构通式中，r1和r2为(i)～(iv)四种情况中的任意一种，