離子液體在染料敏化太陽電池中的應(yīng)用研究.pdf

1、近年來，綠色溶劑的離子液體具有諸多優(yōu)良特性，如飽和蒸汽壓小、良好的熱穩(wěn)定性、不易燃、高電導(dǎo)率以及較寬的電化學(xué)窗口等，越來越受到人們的關(guān)注。其中1,3-二烷基咪唑類離子液體由于黏度較低，易于合成及不易與水反應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)而尤其受到關(guān)注。將離子液體應(yīng)用于染料敏化太陽電池(DSCs)，作為純?nèi)軇┗虻怆x子的載體，有助于降低電解質(zhì)的蒸汽壓，簡化電池制備工藝，提高電池的長期穩(wěn)定性。
　　 本文探討了兩種二烷基咪唑類離子液體的合成，分離及提純，探索

2、了合成的工藝及條件，為大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)打下基礎(chǔ)。采用超微電極應(yīng)用循環(huán)伏安法及電化學(xué)阻抗譜的方法研究了I3/Γ在離子液體基DSCs中的氧化還原性能及溫度對(duì)其的影響，在測量陽極或陰極穩(wěn)態(tài)電流的基礎(chǔ)上計(jì)算了I3-和Γ在這些溶液中的表觀擴(kuò)散系數(shù)，明確了非水溶液中I3-/Γ的氧化還原行為，以及I3-的質(zhì)量傳輸控制過程對(duì)太陽電池光伏性能(Jsc、Voc、FF、η)的影響。首次在本領(lǐng)域內(nèi)采用光子相關(guān)光譜測量了TiO2薄膜的粒徑分布并揭示了粒徑分布對(duì)離

3、子液體基太陽電池光伏性能的影響，得到窄的粒徑分布有利于電子在膜內(nèi)的傳輸及薄膜層與層之間的電學(xué)接觸的結(jié)論。采用TiCl4及小分子酸優(yōu)化處理TiO2以提高電池的效率。最后，本文設(shè)計(jì)了一種全新的準(zhǔn)固態(tài)離子液體電解質(zhì)，對(duì)其固化機(jī)理作了闡述，并測量了采用新型準(zhǔn)固態(tài)離子液體電解質(zhì)制備的DSCs的效率，這種新型電解質(zhì)對(duì)TiO2的滲透性強(qiáng)，工作物質(zhì)擴(kuò)散速率高，組分簡單，易于制備，利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，電池效率的測試證明這種電解質(zhì)的性能優(yōu)于常用的離子液體