[發明專利]電解質組成物及使用其的染料敏化太陽能電池

無效

• 申請號: 201010506937.8
• 申請日: 2010-10-13
• 公開（公告）號: CN102446630A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 李冠緯;陳欣怡
• 申請（專利權）人: 明德國際倉儲貿易(上海)有限公司
• 主分類號: H01G9/022
• 分類號: H01G9/022;H01G9/20;H01M14/00;H01L51/42;H01L51/44
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周長興

技術領域

本發明是關于一種電解質組成物，特別是一種適用于染料敏化太陽能電池(Dye-Sensitized?Solar?Cell，DSC)的電解質組成物。

背景技術

隨著人類文明發展，全球面臨嚴重的能源危機及環境污染等問題。其中，以能將太陽能直接轉變成電能的光電太陽能電池，為解決全世界能源危機及降低環境污染的重要方法之一。在太陽能電池中，因染料敏化太陽能電池其制造成本低、可制成大面積、具可撓性、具透光性而可用于建筑物上等優異特性，逐漸成為一種極具有前景的新型太陽能電池。

近年，等人發表一系列染料敏化太陽能電池相關文獻(例如O’Regan，B.；M.Nature?1991，353，737)，顯示染料敏化太陽能電池具有實用性。一般而言，染料敏化太陽能電池的結構包括有陰/陽電極、納米二氧化鈦、染料及電解質；其中，電解質對電池效率有關鍵性的影響。在染料敏化太陽能電池中，理想的電解質必須具備有不易揮發、不易泄漏、易于封裝、不易破壞染料及其它成份等特性。

液態電解質是目前所知光電轉換效率較高的電解質，一般而言，其有易揮發、易泄漏及不易封裝等缺點。為了解決上述問題，人們嘗試了許多方法，例如離子液體(N.Papageorgiou?et?al.，J.Electrochem.Soc，1996，143，3099)；由聚合物及有機溶解鹽所組成的膠體電解質(U.S.Pat.No.6245847)。

由于染料敏化太陽能電池中的電解質對電池效率有關鍵性的影響。因此，尋找可以提高染料敏化太陽能電池效率的電解質，是改善染料敏化太陽能電池效率的重要方法之一。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電解質組成物，其適用于染料敏化太陽能電池。由于本發明的電解質組成物為膠態，具有優良的光電轉換效率及長效穩定性，使得利用本發明的膠態電解質組成物所制作的染料敏化太陽能電池具有優異的光電性質。

本發明的另一目的在于提供一種染料敏化太陽能電池，其有較高的光電效率。

為實現上述目的，本發明提供的電解質組成物，其包括：

(a)有機胺碘酸鹽、金屬碘化物、咪唑鹽或其組合，其重量百分比為2～30％；

(b)碘，其重量百分比為1～5％；

(c)硫氰酸胍(Guanidine?thiocyanate，GuNCS)，其重量百分比為0.5～3％；

(d)苯并咪唑衍生物(benzimidazole?derivatives)、吡啶衍生物(pyridine?derivatives)或其組合，其重量百分比為2～10％；以及

(e)聚乙二醇(Polyethylene?glycol，PEG)及碳酸丙烯酯(Propylene?carbonate，PC)，其重量百分比為52～94.5％。

較佳的，組成份(a)的重量百分比為5～20％；組成份(b)的重量百分比為1～3％；組成份(c)的重量百分比為0.5～2％；組成份(d)的重量百分比為5～10％；且組成份(e)的重量百分比65～88.5％。

最佳的，組成份(a)的重量百分比為13.9％；組成份(b)的重量百分比為2.1％；組成份(c)的重量百分比為1％；組成份(d)的重量百分比為7.2％；且組成份(e)的重量百分比75.8％。

上述的組成份(a)的有機胺碘酸鹽可為三乙胺碘酸鹽(Triethylamine?hydroiodide，THI)、三丙胺碘酸鹽(Tripropylamine?hydriodide)、三丁胺碘酸鹽(Tributylamine?hydriodide)、三戊胺碘酸鹽(Tripentylamine?hydriodide)、三己胺碘酸鹽(Trihexylamine?hydriodide)、或其混合物；較佳為，三乙胺碘酸鹽、三丙胺碘酸鹽、三丁胺碘酸鹽、或其混合物；最佳為，三乙胺碘酸鹽。

上述的組成份(a)的金屬碘化物可為碘化鉀(Potassium?iodide)、碘化鋰(Lithium?iodide)、碘化鈉(Sodium?iodide)、或其混合物；較佳為，碘化鋰、碘化鈉、或其混合物。