染料敏化太陽(yáng)能電池中聚合物凝膠電解質(zhì)及TiO-,2-有序膜的研究.pdf

1、染料敏化太陽(yáng)能電池（DSSC）由于具有低成本、易制備和高的光電轉(zhuǎn)換效率等優(yōu)點(diǎn)而成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。本文通過(guò)對(duì)含不同膠凝劑的聚合物凝膠電解質(zhì)的研究，探討電解質(zhì)的導(dǎo)電機(jī)理，考察不同膠凝劑和不同碘鹽對(duì)電解質(zhì)的電導(dǎo)率和準(zhǔn)固態(tài)DSSC光電性能的影響，以期提高準(zhǔn)固態(tài)DSSC的使用壽命和光電性能；并初步研究了用聚苯乙烯膠體晶體作為模板制備有序TiO2薄膜的方法，討論了薄膜的微觀結(jié)構(gòu)對(duì)電子傳輸機(jī)理的影響。主要內(nèi)容如下： (1) 制備了新型聚合物

2、凝膠電解質(zhì)AS-EC/PC/DMC-C10H10N+I- /I2；探討了不同的有機(jī)溶劑、聚(丙烯腈-苯乙烯)(AS)的濃度、N-甲基喹啉碘鹽(C10H10N+I-)的濃度和溫度對(duì)聚合物凝膠電解質(zhì)導(dǎo)電性能及準(zhǔn)固態(tài)染料敏化太陽(yáng)能電池光電性能的影響；比較了AS-EC/PC/DMC-C10H10N+I-和AS-EC/PC/DMC-NaI/I2所組裝的準(zhǔn)固態(tài)DSSC在光電性能上的差別。結(jié)果表明：當(dāng)AS的濃度為17％，混合有機(jī)溶劑乙烯碳酸酯(EC)

3、、丙烯碳酸酯(PC)和碳酸二甲酯(DMC)的質(zhì)量比為4:2:1，C10H10N+I-的濃度為0.6M，碘(I2)的濃度為0.06M時(shí)，該聚合物凝膠電解質(zhì)AS-EC/PC/DMC-C10H10N+I-/I2的電導(dǎo)率為5.12ms·cm-1(25℃)；以其組裝的DSSC在100mW/cm2模擬太陽(yáng)光照射下，取得了4.04％光電轉(zhuǎn)換效率且具有較長(zhǎng)期的穩(wěn)定性，性能要優(yōu)于聚合物凝膠電解質(zhì)AS-EC/PC/DMC-NaI/I2體系的。 (2

4、) 制備了新型聚合物凝膠電解質(zhì)PMMA-EC/PC/DMC-NaI/I2。該聚合物凝膠電解質(zhì)在124℃以下的失重率為3.73％，其具有很好的熱穩(wěn)定性，能夠滿足DSSC的使用要求。在25℃的條件下，PMMA-EC/PC/DMC-NaI/I2的電導(dǎo)率為6.89 ms·cm-1。該凝膠電解質(zhì)組裝的電池，在100mW/cm2的模擬太陽(yáng)光照射下取得了4.78％光電轉(zhuǎn)換效率。 (3) 文中還利用聚苯乙烯膠體晶體模板制備二氧化鈦有序薄膜，并對(duì)