[發明專利]一種電解質溶液及其在染料敏化太陽能電池中的應用

有效

• 申請號: 200910165603.6
• 申請日: 2009-08-06
• 公開（公告）號: CN101630593A
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發明（設計）人: 孟慶波;李冬梅;李泓;羅艷紅
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所
• 主分類號: H01G9/035
• 分類號: H01G9/035;H01G9/20;H01M14/00;H01L51/44;H01L51/48;H01L51/42;H01G9/04
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司
• 代理人: 曹津燕

1.一種用于染料敏化太陽能電池的電解質溶液，該電解質溶液含有氧化還原電對，該氧化還原電對組成的通式為：

nA+([A-A]²⁺B₂)

其中，A為氧化還原電對中的還原型組份，其結構如下：

[A-A]²⁺B₂為氧化還原電對中的氧化型組份，其結構如下：

平衡離子B選自鹵素離子、高氯酸根離子、四氟化硼離子、六氟化磷離子、氟化銻離子、硝酸根離子、雙(氟磺酰)亞胺離子、雙(三氟甲基磺酰)亞胺離子、(氟磺酰)(三氟甲基磺酰)亞胺離子和六氟化鈮離子；

n為A與[A-A]²⁺B₂的摩爾比，0.01≤n≤500。

2.根據權利要求1所述的電解質溶液，其特征在于，所述鹵素離子為氯離子和/或溴離子。

3.根據權利要求1所述的電解質溶液，其特征在于，所述電解質溶液還含有有機溶劑M，該有機溶劑M選自腈類；醇類；酯類；四氫呋喃及其混合物；m為所述有機溶劑M與[A-A]²⁺B₂的摩爾比，且10≤m≤2000。

4.根據權利要求3所述的電解質溶液，其特征在于，所述腈類選自乙腈、丙腈、3-甲氧基丙腈、3-羥基丙腈；所述醇類選自甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、辛醇、乙二醇、丙三醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇；所述酯類選自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丁酯、乙酸乙酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯。

5.根據權利要求1所述的電解質溶液，其特征在于，所述電解質溶液還含有離子液體C⁺D^-，其中C⁺選自咪唑類陽離子、吡唑類陽離子、吡啶類陽離子、哌啶類陽離子、吡咯類陽離子、吲哚類陽離子、咔唑類陽離子、季銨鹽類陽離子、三烷基锍類陽離子及其混合物；D^-選自鹵素離子、四氟化硼離子、六氟化磷離子、氟化銻離子、高氯酸根、硝酸根離子、雙(氟磺酰)亞胺離子、雙(三氟甲基磺酰)亞胺離子、(氟磺酰)(三氟甲基磺酰)亞胺離子、六氟化鈮離子及其混合物；x為所述離子液體與[A-A]²⁺B₂的摩爾比，且0≤x≤2000。

6.根據權利要求5所述的電解質溶液，其特征在于，所述鹵素離子為氯離子和/或溴離子。

7.根據權利要求1所述的電解質溶液，其特征在于，所述電解質溶液還含有無機鹽IS，該無機鹽IS選自鋰鹽、鈉鹽、鉀鹽、季銨鹽及其混合物，該無機鹽IS中的陰離子選自高氯酸根、鹵素離子、四氟化硼離子、六氟化磷離子、氟化銻離子、硝酸根離子、雙(氟磺酰)亞胺離子、雙(三氟甲基磺酰)亞胺離子、(氟磺酰)(三氟甲基磺酰)亞胺離子、六氟化鈮離子及其混合物；y為所述無機鹽IS與[A-A]²⁺B₂的摩爾比，且0≤y≤500。

8.根據權利要求7所述的電解質溶液，其特征在于，所述鹵素離子為氯離子和/或溴離子。

9.根據權利要求1所述的電解質溶液，其特征在于，所述電解質溶液還含有添加劑G，該添加劑G選自吡啶、2-甲基吡啶、3-甲基吡啶、4-甲基吡啶、2-乙基吡啶、3-乙基吡啶、4-乙基吡啶、2-叔丁基吡啶、3-叔丁基吡啶、4-叔丁基吡啶、2-丙基吡啶、3-丙基吡啶、4-丙基吡啶、2-正丁基吡啶、3-正丁基吡啶、4-正丁基吡啶、2-戊基吡啶、3-戊基吡啶、4-戊基吡啶、2，4，6-三甲基吡啶、2，3，5-三甲基吡啶、2，4-二甲基吡啶、2，5-二甲基吡啶、3，5-二甲基吡啶、喹啉、異喹啉及其混合物；z為所述添加劑與[A-A]²⁺B₂的摩爾比，且0≤z≤500。

10.權利要求1至9中任一項所述的電解質溶液在制備染料敏化太陽能電池中的應用。

11.一種包括權利要求1至9中任一項所述的電解質溶液的染料敏化太陽能電池。

12.根據權利要求11所述的染料敏化太陽能電池，其特征在于，所述染料敏化太陽能電池還包括碳對電極。