[發(fā)明專利]與咪唑嗡鹽化學(xué)結(jié)合的奈米顆粒，其制造方法及包含其的奈米膠型電解質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210250843.8
• 申請日: 2012-07-19
• 公開（公告）號: CN102891009A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓治煥;趙泰衍;裵祥訓(xùn);高官右;樸宰亨
• 申請（專利權(quán)）人: 韓國能源技術(shù)研究院
• 主分類號: H01G9/022
• 分類號: H01G9/022;H01G9/20;C01B33/113;C01G23/053;C01G19/02;B82Y40/00;B82Y30/00;C09C1/28;C09C3/12;C09C3/08
• 代理公司: 上海申新律師事務(wù)所 31272
• 代理人: 竺路玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及包含奈米顆粒的染料敏化太陽能電池用奈米膠型電解質(zhì)，更具體地說，與咪唑嗡鹽化學(xué)結(jié)合的奈米顆粒，其制造方法及包含其的染料敏化太陽能電池用奈米膠型電解質(zhì)。?

背景技術(shù)

近年來，由于嚴(yán)重的環(huán)境污染問題和化石能源枯竭的危機(jī)，對開發(fā)下一代綠色能源的重要性逐漸增大。其中，太陽能電池是以直接從太陽能轉(zhuǎn)換成電能的裝置，是污染少，資源無限，具有半永久性壽命，寄望解決未來能源問題的能源。此類太陽能電池根據(jù)物質(zhì)大致分類成無機(jī)物太陽能電池(inorganic?solar?cell)，染料敏化太陽能電池(dye-sensitized?solar?cell)及有機(jī)物太陽能電池(organic?solar?cell)。無機(jī)物太陽能電池主要使用單結(jié)晶矽，這種單結(jié)晶矽系太陽能電池具有可制造成薄膜型太陽能電池的優(yōu)點(diǎn)，但其具有成本高，穩(wěn)定性低的問題。?

1991年由瑞士人Gratzel等開發(fā)的染料敏化太陽能電池是利用吸收可見光而產(chǎn)生電子電洞對(electron-hole?pair)的光敏性染料分子和傳達(dá)產(chǎn)生電子的奈米結(jié)晶二氧化鈦顆粒所形成的氧化物半導(dǎo)體電極的光電化學(xué)太陽能電池，亦稱為色素增減型太陽能電池或濕式太陽能電池。像這樣的太陽能電池相較于矽型太陽能電池而言，制造工藝簡單，制造成本低廉，并具有實(shí)際上可利用的光電轉(zhuǎn)換效率，對其正進(jìn)行著許多研究。?

一般染料敏化太陽能電池使用液體電解質(zhì)，對電池模組的穩(wěn)定性問題正在引起關(guān)注，尤其難以密封液體電解質(zhì)，由外部溫度的上升而具有電解質(zhì)揮發(fā)或漏液的問題，長時間使用時發(fā)生電氣化學(xué)上缺乏穩(wěn)定性問題等。?

為了解決所述問題，最近替代液體電解質(zhì)開發(fā)無機(jī)固體電解質(zhì)、高分子固體電解質(zhì)等，但利用此類固體狀電解質(zhì)時，電子及離子的介面?zhèn)鬟_(dá)特性不好，相較于液體電解質(zhì)其具有降低光電轉(zhuǎn)換效率的問題。另外，為了提高此類非液體狀電解質(zhì)的光電轉(zhuǎn)換效率，正活躍地進(jìn)行著通過利用離子性液體制造膠型電解質(zhì)等開發(fā)“quasi-solid?state”或“solid-state”染料敏化太陽能電池的研究。之前發(fā)表的論文[Journal?of?Fluorine?Chemistry?Volume?125(August?2004),?Pages?1241-1245]中曾經(jīng)發(fā)表關(guān)于混合奈米二氧化矽物質(zhì)和液體電解質(zhì)的膠型電解質(zhì)的研究。所述論文揭示的混合奈米二氧化矽物質(zhì)和液體電解質(zhì)而制造的膠型電解質(zhì)，因?yàn)槟蚊锥趸鸵后w電解質(zhì)之間的親和力不好，具有在高溫下液體電解質(zhì)容易揮發(fā)的缺點(diǎn)，并且仍然含有溶劑而對提高長效穩(wěn)定度總有限制。?

本發(fā)明人等為了解決所述問題經(jīng)不斷的努力研究，其結(jié)果混合與咪唑嗡鹽化學(xué)結(jié)合的奈米顆粒和離子性液體狀電解質(zhì)，而制造奈米型電解質(zhì)時可提高染料敏化太陽能電池的長效穩(wěn)定度，同時又可提高光電轉(zhuǎn)換效率，因此完成了本發(fā)明。?

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

(專利文獻(xiàn)1)?1.美國公開專利公報(bào)第4,927,721號

(專利文獻(xiàn)2)?2.韓國公開專利第2001-0030478號

非專利文獻(xiàn)

(非專利文獻(xiàn)1)?Journal?of?Fluorine?Chemistry?Volume?125(August?2004)?Pages?1241-1245。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明需要解決的技術(shù)課題

本發(fā)明的目的在提供可改善使用液體電解質(zhì)的染料敏化太陽能電池的低長效穩(wěn)定度，同時比使用現(xiàn)有液體電解質(zhì)的染料敏化太陽能電池更能提高光電轉(zhuǎn)換效率的，染料敏化太陽能電池用奈米膠型電解質(zhì)，其制造方法及利用其的染料敏化太陽能電池。

解決課題的技術(shù)方案

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供以下述化學(xué)式1表示的與咪唑嗡鹽化學(xué)結(jié)合的奈米顆粒；及包含離子性液體狀電解質(zhì)的染料敏化太陽能電池用奈米膠型電解質(zhì)。

[化學(xué)式1]?

(式中，P是奈米顆粒)

根據(jù)本發(fā)明的奈米顆粒是奈米二氧化矽(SiO₂)、奈米二氧化鈦(TiO₂)或奈米二氧化煬(SnO₂)，較佳是奈米二氧化矽。

根據(jù)本發(fā)明的離子性液體狀電解質(zhì)可使用包含離子性液體及氧化-還原衍生物的電解質(zhì)。?