染料敏化太陽能電池用觸變性電解質(zhì)研究.pdf

1、染料敏化納米晶 TiO2太陽能電池作為一種廉價高效的光伏設(shè)備近年來備受人們關(guān)注，這種電池是一種多組分體系，電解質(zhì)是其組成的核心部分。目前高效的電解質(zhì)為液態(tài)電解質(zhì)，但其組裝的電池僅光電轉(zhuǎn)換效率單方面達(dá)到了工業(yè)化要求，然而由于溶劑易揮發(fā)、易泄露、難封裝等缺點，造成器件穩(wěn)定性差，使用壽命短，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實用化要求。準(zhǔn)固態(tài)和固態(tài)電解質(zhì)成為近年來研究的熱點。準(zhǔn)固態(tài)和固態(tài)電解質(zhì)電池效率無法與液態(tài)電解質(zhì)相比，主要是由于這種電解質(zhì)的填充性和孔隙填充性較

2、差，不能形成有效地界面結(jié)合，電解質(zhì)中離子的遷移速度較差等原因制約了電池效率的提高。因此，染料敏化太陽能電池用觸變性電解質(zhì)的研究具有重要意義。
　　本論文通過溶膠水熱法合成納米 TiO2溶膠，運(yùn)用電流體動力學(xué)方法(electro-hydrodynamic，EHD)制備了納米晶 TiO2多孔光陽極薄膜。分別采用SiO2溶膠，SiO2納米粉體兩種不同前驅(qū)體并配合離子液體電解質(zhì)制備了兩類觸變性準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)。通過 XRD、SEM及吸收光譜等

3、方法對光陽極薄膜進(jìn)行表征。結(jié)果表明：納米晶 TiO2光陽極薄膜中 TiO2為銳鈦礦型，薄膜中具有多孔結(jié)構(gòu)特征，N3染料敏化后光陽極表現(xiàn)出良好的光吸收。兩類血液仿生觸變性電解質(zhì)均具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、較好的離子電導(dǎo)能力和孔隙填充性。
　　利用血液仿生觸變性電解質(zhì)成功組裝染料敏化太陽能電池，并進(jìn)行光電性能的分析。在模擬太陽光強(qiáng)度為100 mW/cm2下，TOPE型電解質(zhì)組裝電池獲得的最高總體光電能量轉(zhuǎn)換效率為6.04％，NAPE型電解質(zhì)