[發(fā)明專利]一種凝膠電解質(zhì)及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010105249.0
• 申請日: 2010-01-29
• 公開（公告）號: CN101777427A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 嚴(yán)鋒;趙杰;孫寶全
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號: H01G9/022
• 分類號: H01G9/022;H01G9/20;H01M14/00;H01L51/44;H01L51/48
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種太陽能電池部件及其制備方法，具體涉及適用于染料敏化 太陽能電池的凝膠電解質(zhì)及其制備方法。

背景技術(shù)

電解質(zhì)是太陽能電池尤其是染料敏化太陽能電池的核心部件，主要起傳輸 氧化還原對的作用，其性能的優(yōu)劣直接影響太陽能電池效率。

染料敏化太陽能電池用電解質(zhì)存在液態(tài)、凝膠、固態(tài)等多種形式(參見： Dalton.Trans.2008，2655-2666；Adv.Funct.Mater.2009，19，1-16；Adv.Funct. Mater.2007，17，2645-2652)。其中液態(tài)電解質(zhì)多以有機溶劑作為電解質(zhì)，如 乙腈、甲氧基丙腈。此類液體電解質(zhì)存在易揮發(fā)、封裝難、穩(wěn)定性差、高毒性 等缺點(參見：Adv.Funct.Mater.2007，17，2645-2652；Electrochimica?Acta， 2006，51，4243-4249)。而固態(tài)電池普遍效率低(參見：Adv.Funct.Mater.2007， 16，1832-1838)。凝膠電池因具有較高的電池效率，受到社會的關(guān)注。最近， 凝膠電池的效率可達(dá)7％以上(參見：Adv.Funct.Mater.2007，17，2645-2652， Langmuir?2008，24，9816-9819)。

近年來，由于離子液體具有零蒸氣壓、電化學(xué)窗口寬、耐熱穩(wěn)定性高、電 導(dǎo)率高等優(yōu)點，成為適用于太陽能用的新型電解質(zhì)。但離子液體電解質(zhì)多呈現(xiàn) 液態(tài)，存在長時間使用出現(xiàn)的滲漏問題，造成電池性能的下降，并對環(huán)境產(chǎn)生 負(fù)面影響。目前，凝膠類染料敏化太陽能電池使用的聚合物多為常用的聚乙烯 醇、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚環(huán)氧乙烷、聚偏氟乙烯以及它 們的共聚物，也有使用無機納米材料如TiO₂、SiO₂等膠凝劑，但對電解質(zhì)電 導(dǎo)率和碘的遷移沒有貢獻(xiàn)。凝膠電解質(zhì)一般都含有PC、EC、DMF、NMP、 GBL、NMO等高沸點的有機溶劑，容易泄漏，并具有一定的毒性。

例如：專利號為200610105327.0的中國發(fā)明專利公開了一種聚合離子液 體基凝膠型聚合物電解質(zhì)及其制備方法，所述電解質(zhì)由聚甲基丙烯酸酯類聚合 離子液體、單質(zhì)碘、碳酸乙烯酯與碳酸丙烯酯的混和物、聚丙烯腈(PAN)以及 0-0.5份二氧化硅組成。但這種電解質(zhì)含有碳酸乙烯酯與碳酸丙烯酯等傳統(tǒng)有 機溶劑，容易泄露，并具有一定的毒性；聚丙烯腈只具有支撐載體的作用，對 凝膠電解質(zhì)的電導(dǎo)率和碘的遷移沒有貢獻(xiàn)。

公開號為CN?101245186A的中國發(fā)明專利申請公布說明書公開了一種太 陽能電池用凝膠狀聚離子液體電解質(zhì)，它的重量百分比組分為：聚組氨酸酯離 子液體98～96％，碘單質(zhì)1～2％，碘化鋰1～2％，全部總和為100％；所述 的聚組氨酸酯離子液體單體為[R₁NHCOOHCH₂C₃H₂NR₂NR₃]⁺X^-，其中，R₁為苯甲酰基或BOC基；R₂，R₃為烷烴基，X為I^-、SeCN^-或SCN^-。這種電解 質(zhì)具有無毒、環(huán)境友好，且價格低廉的優(yōu)點；此外，這種組氨酸衍生物系列的 凝膠電解質(zhì)具有優(yōu)秀的粘結(jié)性能，使鉑電極牢固黏附，提高了電池的填充因子， 并形成穩(wěn)定性好的固態(tài)電解質(zhì)染料敏化納米晶太陽能電池，但電池效率較低， 光電轉(zhuǎn)換效率為1.99％。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種凝膠電解質(zhì)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種凝膠電解質(zhì)，按照重量 比，所述凝膠電解質(zhì)由5-70份聚離子液體，15-90份非聚合型離子液體，0.5-5 份碘化物，0.5-5份添加劑和0.5-10份碘單質(zhì)組成；

其中，所述聚離子液體選自：