離子液體在染料敏化太陽電池中的應用研究.pdf

1、近年來，綠色溶劑的離子液體具有諸多優(yōu)良特性，如飽和蒸汽壓小、良好的熱穩(wěn)定性、不易燃、高電導率以及較寬的電化學窗口等，越來越受到人們的關注。其中1,3-二烷基咪唑類離子液體由于黏度較低，易于合成及不易與水反應等優(yōu)點而尤其受到關注。將離子液體應用于染料敏化太陽電池(DSCs)，作為純溶劑或碘離子的載體，有助于降低電解質的蒸汽壓，簡化電池制備工藝，提高電池的長期穩(wěn)定性。
　　 本文探討了兩種二烷基咪唑類離子液體的合成，分離及提純，探索

2、了合成的工藝及條件，為大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)打下基礎。采用超微電極應用循環(huán)伏安法及電化學阻抗譜的方法研究了I3/Γ在離子液體基DSCs中的氧化還原性能及溫度對其的影響，在測量陽極或陰極穩(wěn)態(tài)電流的基礎上計算了I3-和Γ在這些溶液中的表觀擴散系數(shù)，明確了非水溶液中I3-/Γ的氧化還原行為，以及I3-的質量傳輸控制過程對太陽電池光伏性能(Jsc、Voc、FF、η)的影響。首次在本領域內采用光子相關光譜測量了TiO2薄膜的粒徑分布并揭示了粒徑分布對離

3、子液體基太陽電池光伏性能的影響，得到窄的粒徑分布有利于電子在膜內的傳輸及薄膜層與層之間的電學接觸的結論。采用TiCl4及小分子酸優(yōu)化處理TiO2以提高電池的效率。最后，本文設計了一種全新的準固態(tài)離子液體電解質，對其固化機理作了闡述，并測量了采用新型準固態(tài)離子液體電解質制備的DSCs的效率，這種新型電解質對TiO2的滲透性強，工作物質擴散速率高，組分簡單，易于制備，利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，電池效率的測試證明這種電解質的性能優(yōu)于常用的離子液體