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为了克服染料敏化太阳电池中液态电解质易漏液和稳定性差等问题,本论文将吡啶基共聚物和咪唑基共聚物与多卤化物通过季铵化反应化学交联固态化液态电解质,研究了制备凝胶电解质的性能及其组成电池的光电性能。
1.本文采用聚苯乙烯球(200 nm)为造孔剂,制备含有大孔的TiO2电极。SEM照片及电化学阻抗谱图研究表明了制得的含有大孔的TiO2电极改善了电解质在膜中的渗透和扩散性能。大孔的TiO2电极对高粘度及准固态电解质组装成的电池的光电性能的提高较为明显。
2.比较了P(VP-co-AN)基物理交联凝胶和化学交联凝胶电解质的性能及其组装的电池的光电性能。物理凝胶的共聚物含量高,对离子的传输和扩散的阻碍较大。因此采用少量共聚物通过季铵化反应形成的化学交联凝胶电解质的性能和组装成电池的性能均优于物理凝胶。
3.合成不同的吡啶基共聚物和咪唑基共聚物,并与多卤化物化学交联固态化有机溶剂电解质和离子液体电解质。两类共聚物固态化有机溶剂电解质时,对准固态电池的影响没有显著差别,由于吡啶基团和咪唑基团提高电池的光电压和填充因子,准固态电池的光电转换效率达到7%。固态化离子液体电解质时,吡啶基共聚物对提高光电压较为有利,准固态电池的光电转换效率达4.3%。
4.比较了不同多卤化物对电解质性能及准固态电池性能的影响,通过EIS分析了不同多卤化物对准固态电池界面的影响。
5.对不挥发的化学交联凝胶电解质加入LiI进行的优化,光电转换效率达到5%。电解质的热分解温度为230℃,达到太阳能电池应用的要求。