全固態(tài)染料敏化太陽(yáng)能電池電解質(zhì)的研究.pdf

1、染料敏化太陽(yáng)能電池(DSCs)是近年來(lái)廣受人們關(guān)注的一種清潔低耗高效廉價(jià)的新型太陽(yáng)能電池。然而這種電池目前卻沒(méi)有大規(guī)模工業(yè)化，電解質(zhì)的發(fā)展成為影響工業(yè)化進(jìn)程的關(guān)鍵性因素之一。由于太陽(yáng)能電池需要長(zhǎng)期放置在室外，外界環(huán)境直接對(duì)其產(chǎn)生影響。全固態(tài)電解質(zhì)有效地克服了液態(tài)電解質(zhì)和準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)易揮發(fā)、難封裝、穩(wěn)定性差、壽命短等缺點(diǎn)，目前對(duì)其研究十分活躍?；谏鲜鲈?，本論文主要在以下幾個(gè)方面開(kāi)展工作：
　　 1.設(shè)計(jì)合成了一種含有I3-/I

2、-的導(dǎo)電聚合物類(lèi)全固態(tài)電解質(zhì)，即：全固態(tài)烷氧基咪唑碘基離子聚合物(AIIP)/納米SiO2復(fù)合電解質(zhì)。并且通過(guò)優(yōu)化三種電解質(zhì)添加劑I2、1，2-二甲基-3-丙基咪唑鎓碘鹽(DMPImI)、SiO2納米顆粒的含量，確定出最優(yōu)的電解質(zhì)組成，即碘單質(zhì)與AIIP中氧原子的比例I2/O=0.9、DMPImI/O=0.6、SiO2=1wt％時(shí)電解質(zhì)的電導(dǎo)率最高，為0.15 mS cm-1。通過(guò)差熱分析對(duì)該組成電解質(zhì)的熱穩(wěn)定性進(jìn)行了考察，從分析結(jié)果得

3、知該電解質(zhì)的熔點(diǎn)為128℃，說(shuō)明該電解質(zhì)的耐高溫性能很好。用得到的最優(yōu)電解質(zhì)與三苯胺類(lèi)有機(jī)染料TPAR14組裝成電池，優(yōu)化TiO2薄膜的厚度，得到8μm的最佳膜厚，然后用上述最優(yōu)條件組裝電池，在100和30 mW cm-2的光照強(qiáng)度下，該電池的光電轉(zhuǎn)化效率分別達(dá)到了1.84％和2.86％。
　　 2.以金剛烷作為基本骨架，設(shè)計(jì)合成了一種全新的三苯胺類(lèi)有機(jī)空穴傳輸材料1，3，5，7-四(N，N-二對(duì)甲氧基苯基氨基)4，4’，4”，

4、4"'-金剛烷(Ad-OMeTPA)，并對(duì)該材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征及基本性能的研究。通過(guò)紫外吸收光譜測(cè)得該材料的起峰波長(zhǎng)λonset為383nm，在可見(jiàn)光區(qū)無(wú)吸收，由循環(huán)伏安測(cè)試求得最高占有軌道能量(HOMO能級(jí))與最低空軌道能量(LUMO能級(jí))分別為-4.9 eV0和-1.65 eV，可以滿(mǎn)足大多數(shù)染料的能級(jí)匹配，與2，2’，7，7’-四(N’N-二對(duì)甲氧基苯基氨基)9，9’-螺環(huán)二芴(Spiro-OMeTAD)相比，它具有更低的HOMO能