用于染料敏化太陽能電池的聚炳烯酸(酯)-聚乙二醇-I--I3-聚合物凝膠電解質(zhì)的研究.pdf

1、本文主要研究了聚丙烯酸(酯)/聚乙二醇(PEG)/I-/13-聚合物凝膠電解質(zhì)及其在染料敏化太陽能電池(DSSC)中的應(yīng)用。主要研究內(nèi)容如下：
　　 ⑴制備新型聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯)/聚乙二醇400/I-/I3-(P(MMA-BA)/PEG400/I-/I3-)聚合物凝膠電解質(zhì)?；谠撃z電解質(zhì)的DSSC的光伏轉(zhuǎn)換效率η=0.91％(0.16cm2，AM1.5，100 mW.cm-2)。制備了新型聚(甲基丙烯酸甲酯-丙

2、烯酸丁酯-甲基丙烯酸)/聚乙二醇400/I-/I3-(P(MMA-BA-MAA)/PEG400/I-/I3-)聚合物凝膠電解質(zhì)。優(yōu)化后的聚合物凝膠電解質(zhì)組分為：20wt.％P(MMA-BA-MAA)/PEG400，0.6 mol/L NaI，0.06 mol/L I2，溶劑為γ-丁內(nèi)酯(GBL)；30℃時(shí)電導(dǎo)率達(dá)到3.12 mS.cm-1。優(yōu)化后DSSC的η=3.63％(0.16cm2，AM1.5.100 mW.cm-2)和2.10％(

3、0.36cm2，AM1.5，100 mW.cm-2)，與相應(yīng)的基于液體電解質(zhì)DSSC的η相當(dāng)，η=3.83％(0.16cm2)和2.23％(0.36cm2)。
　　 ⑵發(fā)現(xiàn)對基于液體電解質(zhì)DSSC的η有促進(jìn)作用的電解質(zhì)添加劑叔丁基吡啶(TBP)、吡啶(PY)、異硫氰酸胍(GuSCN)，對P(MMA-BA-MAA]/PEG400/NaI/I2聚合物凝膠電解質(zhì)存在不同的效果，這歸因于聚合物凝膠電解質(zhì)中存在離子鍵和氫鍵作用。發(fā)現(xiàn)TBP

4、和GuSCN對η有抑制作用，而PY對η有促進(jìn)作用。由于該聚合物凝膠電解質(zhì)中存在離子鍵和氫鍵作用，所以含有COOH的聚合物體系在形成穩(wěn)定的凝膠和堿性添加劑匹配之間存在一個(gè)最優(yōu)化配方。
　　 ⑶用IR分析了聚合物凝膠電解質(zhì)中的氫鍵作用。用熱失重(TGA)研究了聚合物的熱穩(wěn)定性。用太陽能光伏系統(tǒng)測試了DSSC的光伏性能。同時(shí)，測試了DSSC的外量子效率(IPCE)以及電池的交流阻抗(EIS)。
　　 ⑷合成了(丙烯酸/烯丙氧基

5、聚乙二醇)共聚物(PAA/APEG)，制備可用于DSSC的聚合物凝膠電解質(zhì)PAA/APEG/KI/I2/GBL?？疾炝私宦?lián)劑N，N-亞甲基雙丙烯酰胺(Bis)對PAA/APEG吸液率的影響，研究表明，當(dāng)交聯(lián)劑Bis含量為單體2wt.％時(shí)，PAA/APEG的吸液率最高，30℃電導(dǎo)率可達(dá)6.892mS.cm-1。與相應(yīng)的液體電解質(zhì)NaI/I2/GBL的σ=7.79 mS.cm-1相當(dāng)，遠(yuǎn)大于聚合物固體電解質(zhì)(σ=10-3～10-5 mS.c