[發(fā)明專利]一種基于離子晶體的染料敏化太陽能電池用固態(tài)電解質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310278472.9
• 申請日: 2013-07-04
• 公開（公告）號: CN103366966A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙杰;叢姍;鄒貴付;易慶華;高敏達(dá);周陽;曹夢瑜
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號: H01G9/20
• 分類號: H01G9/20;H01G9/028
• 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: 項(xiàng)麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于染料敏化太陽能電池領(lǐng)域，具體涉及一種基于離子晶體的固態(tài)電解質(zhì)。?

背景技術(shù)

電解質(zhì)作為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。?

常見的染料敏化太陽能電池用電解質(zhì)有液態(tài)、準(zhǔn)固態(tài)、固態(tài)等多種形式。其中液態(tài)電解質(zhì)多含有乙腈、甲氧基丙腈等有機(jī)溶劑，存在易泄漏、易揮發(fā)、難封裝、高毒性、穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)；準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)中由于含有少量的碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、離子液體等溶劑，也存在易泄漏、難封裝的問題，長時間使用存在滲漏問題，會造成電池穩(wěn)定性能的下降，這對電池的實(shí)際應(yīng)用產(chǎn)生決定性作用，對環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，具有高效率和高穩(wěn)定性的固態(tài)電解質(zhì)對于染料敏化太陽能電池的商業(yè)化應(yīng)用意義重大，引起人們的廣泛興趣。?

公開號為CN?102592832A的中國發(fā)明專利公開了一種用于太陽能電池的固態(tài)電解質(zhì)，它包括非聚合型離子液體、離子晶體、碘單質(zhì)。雖然利用該固態(tài)電解質(zhì)制備的染料敏化太陽能電池的最高光電轉(zhuǎn)化效率為5.7%，但是由于非聚合型離子液體含量高達(dá)50?wt%~89wt%，而且選用的具有很強(qiáng)吸水性的碘化咪唑鹽，在長期使用過程中難免會吸附空氣中的水分、出現(xiàn)滲漏，影響染料敏化太陽能電池的性能。?

公開號為CN?1645632A的中國發(fā)明專利申請公布說明書公開了一種固體染料敏化納米晶太陽能電池及其制備方法，利用離子液體與無機(jī)納米粒子之間的氫鍵作用形成了染料敏化納米晶表面組裝固態(tài)電解質(zhì)，在不明顯降低電池光電轉(zhuǎn)換效率的前提下，大幅度延長染料敏化納米晶太陽能電池的使用壽命，但是電池的轉(zhuǎn)換效率(最高為4.7%)仍然不夠理想。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于離子晶體的染料敏化太陽能電池用固態(tài)電解質(zhì)，克服了一般電解質(zhì)的滲漏和穩(wěn)定性差的問題，并提高了電池的光電轉(zhuǎn)化效率。?

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采取的一種技術(shù)方案是：一種基于離子晶體的染料敏化太陽能電池用固態(tài)電解質(zhì)，包括以下組分：?

離子晶體???????????70~90wt?%；

碘單質(zhì)???????????????5~15wt%；

添加劑???????????????5~15wt%，

其中，所述的離子晶體的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：

，式中：s為1~12的整數(shù)，q為0~5的整數(shù)。

優(yōu)化地，所述的添加劑為甲基苯并咪唑、丁基苯并咪唑、叔丁基吡啶中的一種。?

由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明中的電解質(zhì)為固體，在使用過程中能有效克服滲漏問題，保持染料敏化太陽能電池的高穩(wěn)定性；同時在離子晶體中引入氰基聯(lián)苯基團(tuán)可以增加光散射現(xiàn)象，保持較高的電池性能和光電轉(zhuǎn)換效率。?

附圖說明

圖1是比較實(shí)施例1和實(shí)施例5中電解質(zhì)的紫外透射光譜圖；?

圖2是實(shí)施例5、比較實(shí)施例1和2電解質(zhì)所制作的染料敏化太陽能電池的穩(wěn)定性測試對比圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1-5?

實(shí)施例1-5的基于離子晶體的染料敏化太陽能電池用固態(tài)電解質(zhì)的組成配比如表1所示。

表1?實(shí)施例1-5的基于離子晶體的染料敏化太陽能電池用固態(tài)電解質(zhì)組成及配比?