染料敏化太陽能電池中聚合物凝膠電解質(zhì)的研究.pdf

1、染料敏化太陽能電池(DSSC)由于具有低成本，制備工藝簡單和較高的光電轉(zhuǎn)換效率等優(yōu)點而成為研究的熱點之一。電解質(zhì)是染料敏化太陽能電池的重要組成部分。長期以來，在DSSC中主要使用的是液態(tài)電解質(zhì)。由于液態(tài)電解質(zhì)易揮發(fā)、易降解、不穩(wěn)定、密封難等缺點，以及全固態(tài)電解質(zhì)做出來的太陽能電池效率較低等問題，準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)成為是這一領(lǐng)域研究的熱點。
　　 本文通過溶液共聚方法合成了聚(甲基丙烯酸甲酯-N-乙烯基吡咯烷酮)P(MMA-NVP)和聚

2、(甲基丙烯酸羥基乙酯-N-乙烯基吡咯烷酮)P(HEMA-NVP)共聚物，以兩種共聚物做為膠凝劑固化液態(tài)電解質(zhì)，形成凝膠電解質(zhì)，組裝染料敏化太陽能電池。
　　 (1)通過優(yōu)化P(MMA-NVP)制備條件，如引發(fā)劑，交聯(lián)劑，NVP含量等得到系列共聚物。以優(yōu)化后合成的共聚物為膠凝劑形成的聚合物凝膠電解質(zhì)，室溫下電導(dǎo)率達(dá)到2.17mS·cm-1，在100mW·cm-2光強輻照下，基于該聚合物凝膠電解質(zhì)組裝的準(zhǔn)固態(tài)DSSC的光電轉(zhuǎn)化效率達(dá)

3、到3.05％。
　　 (2)通過優(yōu)化P(HEMA-NVP)制備條件，如引發(fā)劑，交聯(lián)劑，NVP含量等得到系列共聚物。以優(yōu)化后合成的共聚物制得聚合物凝膠電解質(zhì)室溫下電導(dǎo)率達(dá)到6.15 mS·cm-1，在100mW·cm-2光強輻照下，基于該聚合物凝膠電解質(zhì)組裝的準(zhǔn)固態(tài)DSSC的光電轉(zhuǎn)化效率達(dá)到5.54％，通過比較可知，以P(HEMA-NVP)共聚物組裝的準(zhǔn)固態(tài)DSSC，具有較好的光電性能。
　　 (3)研究了液態(tài)電解質(zhì)中有機(jī)

4、溶劑的比例對凝膠電解質(zhì)電導(dǎo)率的影響。當(dāng)液態(tài)電解質(zhì)中有機(jī)溶劑GBL和NMP的體積比為7∶3時，基于P(HEMA-NVP)共聚物的凝膠電解質(zhì)具有良好的導(dǎo)電性能。
　　 (4)研究了聚合物制備條件、納米晶TiO2薄膜厚度和添加劑等對DSSC性能的影響，研究結(jié)果表明納米晶TiO2薄膜厚度為8.86μm、添加劑吡啶的加入提高了DSSC的光電性能。而電化學(xué)阻抗譜EIS分析表明聚合物制備條件會影響準(zhǔn)固態(tài)DSSC內(nèi)部的界面阻抗，從而影響電池的性