染料電池插層磷酸鋯復(fù)合電解質(zhì)及光電-熱電復(fù)合器件研究.pdf

1、染料敏化太陽(yáng)能電池（DSSC）是一種新型太陽(yáng)能電池，具有成本低（硅電池成本的1/5～1/10）、理論轉(zhuǎn)換效率高、制備工藝簡(jiǎn)單等眾多優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是硅太陽(yáng)能電池最有力的競(jìng)爭(zhēng)者。經(jīng)過(guò)多年的研究與開(kāi)發(fā)，染料敏化太陽(yáng)能電池已經(jīng)逐漸走向大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，但是液態(tài)電解質(zhì)電池不良的工作穩(wěn)定性和仍需提高的光電轉(zhuǎn)換效率仍舊是染料敏化太陽(yáng)能電池亟待解決的兩大問(wèn)題。
　　傳統(tǒng)的液態(tài)電解質(zhì)具有較高的離子遷移率，但是電解質(zhì)本身具有很強(qiáng)的氧化性和腐蝕性。這使得電池

2、在長(zhǎng)期工作條件下，電解質(zhì)容易發(fā)生泄漏，電池失效率較高。針對(duì)液態(tài)電解質(zhì)電池不良的工作穩(wěn)定性，本文研究了一種新型的應(yīng)用于染料敏化太陽(yáng)能電池的二維插層磷酸鋯復(fù)合凝膠電解質(zhì).磷酸鋯通過(guò)插層反應(yīng)使其層間距增大,然后被加入到聚氧化乙烯(PEO)凝膠中得到復(fù)合凝膠電解質(zhì)。通過(guò)對(duì)不同的磷酸鋯含量的電解質(zhì)及其光電器件的離子擴(kuò)散系數(shù)、電導(dǎo)率、暗電流、傳質(zhì)電阻和光電轉(zhuǎn)換效率做出系統(tǒng)的分析測(cè)試，結(jié)果表明，二維插層磷酸鋯的添加能提高電解質(zhì)在常溫下的離子電導(dǎo)率和離

3、子擴(kuò)散系數(shù)。由最優(yōu)磷酸鋯含量的凝膠電解質(zhì)組裝的染料敏化太陽(yáng)能電池獲得了6.61％的光轉(zhuǎn)化效率(AM1.5G，100 mW/cm2，25℃)。
　　針對(duì)染料敏化太陽(yáng)能電池不高的光電轉(zhuǎn)換效率，本文分析了導(dǎo)致其轉(zhuǎn)化效率不高的原因——對(duì)太陽(yáng)光相對(duì)較窄的光譜吸收范圍和較低的吸收率。據(jù)此，本文研究了一種新的染料敏化太陽(yáng)能電池/溫差電池復(fù)合器件。通過(guò)把染料敏化太陽(yáng)能電池（DSSC），選擇性吸收涂層（SSA）和溫差發(fā)電模塊（TEG）結(jié)合，制成的光