染料敏化太陽能電池用瓊脂糖基準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)的研究.pdf

1、染料敏化太陽能電池(DSSC)是一類具有低成本、能量轉(zhuǎn)化效率高等特點的光伏器件，但是受到染料敏化太陽能電池所用的液態(tài)電解質(zhì)封裝難、電解質(zhì)易揮發(fā)及穩(wěn)定性差等因素的影響，使得電池性能及大規(guī)模應(yīng)用受到較大的影響和限制。通過聚合物將液態(tài)電解質(zhì)固化是解決這些問題的有效手段之一，但是由于聚合物電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率相對液態(tài)電解質(zhì)較低，與半導(dǎo)體薄膜光陽極的浸潤性差等缺點極大影響了染料敏化太陽能電池的性能，因而需要通過一系列的改性手段來優(yōu)化聚合物電解質(zhì)的性

2、能，以期得到光電轉(zhuǎn)化效率高、穩(wěn)定性好及適宜戶外大規(guī)模應(yīng)用的染料敏化太陽能電池。
　　 本論文探索了一種新型準(zhǔn)固態(tài)瓊脂糖基聚合物電解質(zhì)，考察了一系列改性手段對其電化學(xué)性能及相應(yīng)染料敏化太陽能電池的光電性能的影響，主要研究了(1)在較大碘化鋰(LiI)濃度范圍(LiI:0～85wt％)內(nèi)，研究了LiI濃度對瓊脂糖基聚合物電解質(zhì)的電荷傳輸行為的影響及電導(dǎo)機理;(2)引入磁性Fe3O4納米顆粒對瓊脂糖基聚合物電解質(zhì)進(jìn)行改性，研究了磁性F

3、e3O4納米顆粒的改性濃度對瓊脂糖基聚合物電解質(zhì)的電化學(xué)性能及相應(yīng)染料敏化太陽能電池光電性能的影響;(3)引入Fe3O4、NiO和Co3O4三種不同的磁性納米顆粒對瓊脂糖基聚合物電解質(zhì)進(jìn)行改性，比較了三種磁性納米顆粒對瓊脂糖基聚合物電解質(zhì)的電化學(xué)性能及相應(yīng)染料敏化太陽能電池光電性能的改性效果。
　　 通過研究，得到結(jié)論如下:(1) LiI濃度對瓊脂糖基聚合物的電荷傳輸行為的影響由兩種電導(dǎo)機理構(gòu)成。在低LiI濃度區(qū)間(0～25wt

4、％)，電解質(zhì)中的離子傳輸由“聚合物溶鹽”機理控制;而在高LiI濃度區(qū)間(25～85wt％)，電解質(zhì)中的離子傳輸由“鹽溶聚合物”電導(dǎo)機理控制。在LiI濃度為20wt％時，獲得的最佳離子電導(dǎo)率，為3.98×10-3 S cm-1;(2) Fe3O4的摻雜濃度導(dǎo)致瓊脂糖的鏈段活性發(fā)生較大改變，在Fe3O4濃度為2.5wt％具有最高的離子電導(dǎo)率(3.40×10-3 Scm-1)和最高的開路電壓(0.64V)，相應(yīng)染料敏化太陽能電池在濃度為2.5