[發明專利]一種凝膠化時間可控的準固態電解質及應用

有效

• 申請號: 201610258561.0
• 申請日: 2016-04-22
• 公開（公告）號: CN105788871B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 戴玉華;李坤;梁慧蕾
• 申請（專利權）人: 北京石油化工學院
• 主分類號: H01L31/04
• 分類號: H01L31/04;H01G9/20;H01G9/025;H01M14/00
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;李闖

1.一種凝膠化時間可控的準固態電解質，其特征在于，包括：聚氨酯預聚物和摻入添加劑的液體電解質；聚氨酯預聚物與摻入添加劑的液體電解質的重量比為1:2～14；

其中，所述的聚氨酯預聚物由異氰酸酯與第一組分經加成聚合反應制備而成；所述的第一組分為一種或多種分子量在1000～20000之間的含端羥基的聚合物；異氰酸酯中異氰酸根與第一組分中羥基的摩爾比為2～8:1；

所述摻入添加劑的液體電解質中，I^-的摩爾濃度為0.1～0.4與0.7～1摩爾/升，I₃^-的摩爾濃度為0.01～0.04與0.07～0.1摩爾/升，所述添加劑的摩爾濃度為0.1～1.5摩爾/升；所述添加劑為胺類化合物或吡啶類化合物中的一種或多種；通過對所述摻入添加劑的液體電解質中添加劑的摩爾濃度進行調整，控制該準固態電解質的凝膠化時間在90～350分鐘之間變化，并且在0.1～1.5摩爾/升的范圍內添加劑的摩爾濃度越高，該準固態電解質凝膠化時間越短。

2.根據權利要求1所述的凝膠化時間可控的準固態電解質，其特征在于，所述摻入添加劑的液體電解質由碘鹽、碘、有機溶劑和添加劑混合而成；

其中，所述的有機溶劑為1，4-丁內酯、乙烯碳酸酯、丙烯碳酸酯、乙腈、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯中的一種或多種。

3.一種染料敏化太陽能電池，其特征在于，以吸附了光敏化劑的二氧化鈦納米晶膜為工作電極，以鉑電極為對電極，在工作電極的表面組裝上述權利要求1至2中任一項所述的凝膠化時間可控的準固態電解質，從而制得以工作電極和對電極為外層、以準固態電解質為夾心層的夾心結構染料敏化太陽能電池。

4.根據權利要求3所述的染料敏化太陽能電池，其特征在于，在工作電極的表面組裝上述權利要求1至2中任一項所述的凝膠化時間可控的準固態電解質包括以下步驟：

步驟A、在第一組分中先加入摻入添加劑的液體電解質混合均勻，再加入異氰酸酯混合均勻，從而制得呈流動狀態的準固態電解質前驅液；

其中，所述的第一組分為一種或多種分子量在1000～20000之間的含端羥基的聚合物；所述摻入添加劑的液體電解質中，I^-的摩爾濃度為0.1～1摩爾/升，I₃^-的摩爾濃度為0.01～0.1摩爾/升，所述添加劑的摩爾濃度為0.1～1.5摩爾/升；所述添加劑為胺類化合物或吡啶類化合物中的一種或多種；異氰酸酯中異氰酸根與第一組分中羥基的摩爾比為2～8:1；

步驟B、將步驟A制得的準固態電解質前驅液滴加到所述工作電極的表面，并在室溫下進行90～350分鐘的凝膠化反應，從而在工作電極的表面組裝出上述權利要求1至2中任一項所述的凝膠化時間可控的準固態電解質；該準固態電解質中，聚氨酯預聚物與摻入添加劑的液體電解質的重量比為1:2～14。

5.根據權利要求4所述的染料敏化太陽能電池，其特征在于，所述的第一組分在執行步驟A前先進行如下處理：在溫度為110～120℃及真空壓力為0.13KPa的條件下，對第一組分進行2小時的脫水處理，然后降溫到40～50℃。

6.根據權利要求3至5中任一項所述的染料敏化太陽能電池，其特征在于，所述的吸附了光敏化劑的二氧化鈦納米晶膜是將二氧化鈦納米晶膜放置于聯吡啶釕類染料的無水乙醇溶液中浸泡12～24小時并干燥后形成的。