准固态电解质的制备及在染料敏化太阳电池中的应用

以聚2-乙基-2-唑啉作为基体,1,4-丁内酯为有机溶剂制备准固态电解质并应用于染料敏化太阳电池(DSSC)。经过各个组成的优化,准固态电解质电导率(25℃)达到0.36mS·cm~(-1),DSSC的光电转换效率在100mW·cm~(-2)光强下达2.10%。通过在准固态电解质中加入添加剂4-叔丁基吡啶,DSSC的光电转换效率提高至2.57%。     

PVDF基准固态染料敏化太阳电池的研究

以聚偏氟乙烯(PVDF)为凝胶剂,分别将有机溶剂、离子液体电解质固化,并采用这两种体系的电解质分别封装成染料敏化太阳电池,测试了凝胶剂的加入量对太阳电池光电特性的影响,同时利用交流阻抗谱分析了聚合物的加入对抑制暗电流的作用。其中,有机溶剂电解质中PVDF的质量分数分别为5%、20%、25%;离子液体(甲基-丙基咪唑,MPII)电解质中PVDF的质量分数分别为0%、1%、10%。实验中制备的准固态小面积(0.25cm~2)封装电池光电转换效率均高于5.3%,PVDF含量为25%的有机溶剂型准固态电池的效率达到5.92%。此外,实验中还制备了密封的1cm~2的准固态电解质电池,并获得了6.26%的效率,此时对应的J_(SC)=15.4mA/cm~2,V_(OC)=0.672V,FF=60.5%。     

准固态电解质在染料敏化太阳电池中的应用和发展

染料敏化太阳电池（DSCs,dye-sensitized solar cells）近年已经成为一个研究热点。而电解质对电池的效率和稳定性起着重要的作用。目前常用的乙腈基液态电解质存在封装和泄漏的问题,尤其是在高温下。将准固态聚合物电解质应用到 DSCs 中可以有效解决应用液态电解质遇到的封装难稳定性差等问题,因而近年来,对准固态电解质的研究引起了广泛关注。本文综述了准固态电解质的研究进展,根据固化方式的不同将准固态电解质分为：有机小分子凝胶电解质、聚合物凝胶电解质和添加纳米粒子的凝胶电解质;讨论了每种准固态电解质的特点及存在的问题;最后对准固态电解质的发展进行展望。     

染料敏化太阳能电池中准固态聚合物电解质的研究进展

染料敏化太阳能电池（DSSC）制备工艺简单、制造成本低廉且转换效率高,是太阳能电池的重要发展方向,具有广泛的应用前景。目前,基于液态电解质的DSSC的光电转换效率最高已达到13%,但液态电解质封装困难、长期稳定性差等问题阻碍了其实际应用。近些年来,固态和准固态电解质引起了研究学者们的广泛关注。其中准固态聚合物电解质因具有较高的离子电导率、良好的电池界面接触和可加工性能,成为制备高性能DSSC的重要研究方向之一。根据特征、形成机制和电解质的物理状态,可将准固态聚合物电解质分为四大类：准固态热塑性聚合物电解质,准固态热固性聚合物电解质,准固态复合型聚合物电解质和准固态离子型聚合物电解质。本文分析了基于这几类准固态聚合物电解质的DSSC的性能参数,并对其存在的问题和未来的研究方向进行了探讨。     

聚硅氧烷为基体的聚合物电解质准固态染料敏化太阳电池

设计并合成了一系列以柔性聚硅氧烷为基体的新型凝胶网络型聚合物电解质以及含有聚合物季胺碘盐的PEO型聚合物电解质和PAN凝胶型聚合物电解质,并对这些电解质体系的特性及组装的染料敏化太阳电池的研究与进展进行了综述。     

高分子量PEO基凝胶电解质在DSSC中导电性能的研究

选用4种高分子量的PEO((M)η=5×105、1×106、1.5×106、2×106)作为基质材料配制成凝胶电解质,并用于染料敏化太阳电池中.采用原子力显微镜(AFM)表征了PEO基凝胶电解质的表面形态结构.用DDS-llA型电导率仪测试了电解质的电导率,并且探讨了PEO的含量以及PEO的分子量与电解质电导率的关系.实验结果表明,随着PEO的含量与分子量的增加,凝胶电解质的电导率值呈非线性关系下降,PEO的分子量与电解质的电导率的关系满足类似Mark-Houwink方程.在光强1000W/m2条件下,采用线性扫描伏安法测试了组装电池的伏安特性曲线,电池的I-V曲线结果表明,分子量为5×105、1×106、1.5×106、2×106的PEO基凝胶电解质对应的电池的光电转化效率分别为4.12%、4.07%、4.17%和3.16%.     

小面积染料敏化纳米薄膜太阳电池的优化研究

论述了对小面积染料敏化纳米薄膜太阳电池各个组成部分优化实验的研究,主要包括纳米TiO2多孔薄膜、染料光敏化剂、电解质、反电极及其它工艺的优化选择。通过对电池各种参数的优化和实验,获得了8.73%的光电转换效率。实验结果表明,小面积电池的实验是研究染料敏化纳米薄膜太阳电池光伏性能的一种极好的途经,将为保证大面积DSCs的光伏性能和将来的产业化打下良好的基础。     

染料敏化纳米薄膜太阳电池的新型对电极研究

研究了用金属基板和塑料薄膜制作的4种新型对电极和由这些对电极构成的染料敏化纳米薄膜太阳电池的性能。由不锈钢、镍片和导电聚合物膜为基材的对电极构成的太阳电池的光电转换效率近5％；不锈钢对电极可以通过降低内阻来改善大面积染料敏化纳米薄膜太阳电池的光电转换效率。此外,测试了这些金属基板和塑料薄膜在电解质溶液中的耐腐蚀性和稳定性；考察了由不锈钢和导电聚合物膜对电极构成的染料敏化纳米薄膜太阳电池的长期性能稳定性,并提出了改善这些新型对电极的长期性能稳定性的途径。     

染料敏化太阳电池基底的选择和工艺分析

染料敏化太阳电池是由透明导电玻璃、纳米晶TiO2多孔薄膜、电解质溶液以及镀Pt对电极构成的"三明治"式结构.染料敏化太阳电池基底的选择对DSSC电池的光电性能和成本具有重要研究价值和实用意义.本文对当前染料敏化太阳电池研究领域常用基底进行了比较和工艺分析.     

TiO2纳晶多孔薄膜固态太阳电池

该文报导了用交联聚醚聚氨酯 (PEU)凝胶网络型高分子和以聚硅氧烷为基础含有聚氧化乙烯 (PEO)内增塑链的凝胶网络高分子为电解质的TiO2 纳晶固态太阳电池的制备及性能。在所研究的 3种固体电解质 (SPE 1,SPE 2及SPE 3)中 ,具有低交联度、高盐 (KI)含量的凝胶网络型高分子电解质 (SPE 2 ) ,其离子导电性最佳 ,可以与液体电解质相比 (σ =2 1× 10 -3S·cm-1) ,由此构成的固态电池具有最好的光电化学性能。改进凝胶网络高分子电解质的结构组成以及优化TiO2 纳晶多孔薄膜 /高分子凝胶的界面可以进一步改善固态电池的性能 ,提高转换效率。