基于非碘氧化還原對及固態(tài)電解質(zhì)染料敏化太陽能電池的研制.pdf

1、目前I-/I3-是染料敏化太陽能電池(DSSCs)中應(yīng)用最廣泛的氧化還原電對,但I(xiàn)-/I3-體系存在對金屬導(dǎo)線有強(qiáng)的腐蝕性、具有較低的氧化還原電勢,及對光的競爭性吸收等缺點(diǎn)。這些缺點(diǎn)限制了DSSC光電轉(zhuǎn)換效率的提高及其應(yīng)用。針對以上問題,本論文主要研究了功能性離子液體添加劑和非碘氧化還原對的設(shè)計(jì)與合成,以及它們在DSSCs中的應(yīng)用;探索了利用界面改性提高固態(tài)電解質(zhì)與光陽極的界面相容性,提高固態(tài)電解質(zhì)DSSCs的光電轉(zhuǎn)換效率。具體研究內(nèi)容

2、主要包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)設(shè)計(jì)合成了吡啶功能化的離子液體添加劑,用以取代傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑添加劑,并考查了不同濃度的添加劑對電池性能的影響。光電流-電壓曲線表明這種新型添加劑在低濃度下能實(shí)現(xiàn)高的電池效率,甚至高于常用的具有揮發(fā)性的有機(jī)溶劑添加劑,并顯示較好的穩(wěn)定性。這類新型的離子液體添加劑能克服揮發(fā)性的有機(jī)溶劑添加劑的缺點(diǎn)。
　　(2)設(shè)計(jì)合成了具有離子液體功能的鈷(III/II)配體氧化還原電對,循環(huán)伏安表明這種新的鈷

3、電對具有較高的氧化還原電位,并且這種新的鈷(III/II)配體電對在離子液體體系里具有高的溶解性,在離子液體電解質(zhì)體系中,光強(qiáng)100mW/cm2的測試條件下,電池的效率可達(dá)7.37％。
　　(3)通過利用表面活性劑修飾TiO2光陽極,制備具有較高光電轉(zhuǎn)換效率的塑性晶體固態(tài)電池。光電流-電壓曲線,接觸角,固態(tài)紫外吸收等測試結(jié)果表明Aerosol OT(AOT)作為表面活性劑修飾光陽極能使電解質(zhì)與吸附染料的光陽極表面得到更好的接觸,減