咪唑鎓鹽基離子導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)修飾及其在固態(tài)染料敏化太陽電池中的應(yīng)用研究.pdf

1、限制染料敏化太陽能電池產(chǎn)業(yè)化的主要原因之一是其穩(wěn)定性較差，發(fā)展固態(tài)電解質(zhì)制作全固態(tài)電池是克服該問題的有效途徑。固態(tài)離子導(dǎo)體具有滲透性好和易于合成等優(yōu)點(diǎn)，是一類很重要的固態(tài)電解質(zhì)材料。本文通過對(duì)咪唑環(huán)的結(jié)構(gòu)修飾設(shè)計(jì)合成一系列固態(tài)咪唑碘鹽離子導(dǎo)體作為固態(tài)電解質(zhì)，應(yīng)用于染料敏化太陽能電池，具體工作如下:
　　(1)設(shè)計(jì)合成了一系列不同功能團(tuán)取代的咪唑碘鹽作為固態(tài)電解質(zhì)將其應(yīng)用于染料敏化太陽能電池中。將咪唑環(huán)的兩個(gè)烷基鏈依次用酯基、羥乙基

2、取代后，所得材料的電導(dǎo)率及電池性能逐步提高。將羥乙基、酯基雙功能團(tuán)取代的咪唑碘鹽與I2，LiI，混合形成的固態(tài)電解質(zhì)可以使電池獲得7.45％的光電轉(zhuǎn)換效率。進(jìn)一步設(shè)計(jì)合成了雙酯基取代咪唑碘鹽，充當(dāng)單一組分固態(tài)電解質(zhì)。
　　(2)為減小固態(tài)DSSC中電子給體與電子受體之間的電荷復(fù)合，我們提出將氧化還原電對(duì)中的電子給體和電子受體分離，分別位于光陽極和對(duì)電極，由于光陽極層起始沒有電子受體存在，電荷復(fù)合速率顯著下降。與傳統(tǒng)的電子給體/電子

3、受體混合物電解質(zhì)相比，固態(tài)DSSC的短路電流密度(Jsc)、開路電壓(Voc)及光電轉(zhuǎn)換效率(PCE)都得到明顯提高。
　　(3)設(shè)計(jì)合成了一種含醚基官能團(tuán)的基于1，2-二甲基咪唑的離子導(dǎo)體，通過X射線單晶衍射對(duì)單晶進(jìn)行分析。其與LiI及I2混合得到的固態(tài)電解質(zhì)使固態(tài)DSSC的光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到7.55％。
　　(4)設(shè)計(jì)合成了一種含雙炔基功能團(tuán)的咪唑碘鹽離子導(dǎo)體，作為單組分固態(tài)電解質(zhì)，應(yīng)用于固態(tài)DSSC時(shí)電池轉(zhuǎn)換效率為6.8