染料敏化太陽能電池CuI固態(tài)電解質(zhì)結(jié)構(gòu)與性能的研究.pdf

1、固態(tài)電解質(zhì)染料敏化太陽能電池因?yàn)榫哂休^好的穩(wěn)定性,越來越受到研究人員的重視。而在保持其高穩(wěn)定性的同時(shí),如何制備出高光電性能的固態(tài)電解質(zhì)染料敏化太陽能電池成為其研究重點(diǎn)。本文以摻氟導(dǎo)電玻璃為基底,采用粉末涂敷法制備多孔的TiO2薄膜,然后在經(jīng)過染料敏化的TiO2薄膜上生長CuI固態(tài)電解質(zhì),最后與鉑電極對(duì)夾起來研究其光電性能。實(shí)驗(yàn)過程中,采用SEM觀察薄膜的形貌,研究了制備CuI固態(tài)電解質(zhì)最佳的工藝參數(shù),主要探索了不同的添加劑對(duì)CuI固態(tài)電

2、解質(zhì)結(jié)構(gòu)形貌以及對(duì)染料敏化太陽能電池(DSSC)光電性能的影響,得出了制備高光電效率CuI固態(tài)電解質(zhì)DSSC的最佳條件。
　　采用硝酸分散法對(duì)P25粉末進(jìn)行處理,然后配制成TiO2漿料,最后采用粉末涂敷法制備出比較均勻的TiO2多孔薄膜。
　　隨著時(shí)間的延長,暴露在空氣中的CuI乙腈溶液會(huì)被氧化,使用氧化后的CuI乙腈溶液制備CuI固態(tài)電解質(zhì)會(huì)對(duì)DSSC的光電性能有影響。CuI乙腈溶液配制后在3小時(shí)內(nèi)使用效果最好,放置時(shí)間更

3、長會(huì)使DSSC的光電性能下降。
　　使用浸漬提拉法可以在導(dǎo)電玻璃上生長比較致密均勻的CuI薄膜,其中當(dāng)添加劑異丙醇的含量為5％、預(yù)熱溫度為100℃、提拉次數(shù)為4次時(shí)制備的薄膜最好。隨著提拉次數(shù)的不斷增加,CuI晶粒很難重新形核長大,而是產(chǎn)生晶粒的二次生長,晶粒尺寸會(huì)明顯增大。
　　CuI乙腈溶液中分別添加一定的異丙醇、乳化劑OP和1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸鹽(EMISCN)時(shí),可以抑制CuI晶粒的長大,提高CuI晶粒與多孔

4、TiO2薄膜接觸性能,從而使DSSC的光電性能增加。其中乳化劑OP的添加量為7%,涂敷次數(shù)為20次時(shí),電池有最好的光電性能。EMISCN的添加量為5mol%時(shí),電池的光電性能最好。在CuI固態(tài)電解質(zhì)上加入相應(yīng)的CuI乙腈溶液后都可以顯著的提高DSSC的光電性能。
　　相對(duì)液態(tài)和準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì),CuI固態(tài)電解質(zhì)的穩(wěn)定性最好,而添加乳化劑OP后電池的穩(wěn)定性又比添加EMISCN后電池的穩(wěn)定性要好。
　　CuI固態(tài)電解質(zhì)DSSC的穩(wěn)定