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色素增感太阳能电池是近年发展起来的一种半导体光电化学太阳能电池,由瑞士的Gratzel教授领导的研究小组首次提出,是基于自然界中的光合作用原理而发明的。这种电池以廉价的TiO<,2>纳米多孔膜作为半导体电极,以有机金属化合物作为光增感色素,选用适当的氧化.还原电解质做介质,组装成色素增感太阳能电池(简称DSSC电池)。
目前,太阳能电池研究中多采用液体电解质体系,由于液态电解质存在挥发、渗漏和腐蚀电极的问题,因此电池的寿命偏低。通过添加离子液体或者制备微孔聚合物电解质等方法,可以一定程度上防止电解质的泄露,从而提高电池的稳定性。
本实验在I<->/I<,3><->液态电解质和PVP-PVDF微孔聚合物固体电解质中分别添加咪唑溴类和咪唑氟硼酸盐类离子液体,提高了电解质的导电性能,同时克服了I<->/I<,3><->液体电解质易挥发等缺点,利于电池的封装,改善了DSSC电池的性能及稳定性。通过扫描电镜(SEM)、XJCM-8太阳电池测试仪、电导率仪、旋转式粘度仪(NXS)、数字式四探针测试仪等测试手段,研究了添加咪唑溴类和咪唑氟硼酸盐类离子液体对I<->/I<,3><->液体电解质和PVP-PVDF微孔聚合物固体电解质性能的影响;分析了PVP/PVDF不同质量比对PVP-PVDF多孔薄膜的表面形貌的影响;测试了添加咪唑溴类和咪唑氟硼酸盐类离子液体对I<->/I<,3><->液体电解质和PVP-PVDF微孔聚合物固体电解质DSSC电池性能及稳定性的影响。
实验证明:当添加咪唑溴类和咪唑氟硼酸盐类离子液体加量为5wt%时,电解质的性能较好,并且添加咪唑氟硼酸盐类离子液体比添加咪唑溴类离子液体的电池性能要好;当PVP>PVDF质量比为0.5-0.6时制备的微孔聚合物固体电解质具有较好的孔隙率,并且孔洞分布更好更密,液体电解质的填充率最高,提高了电池的稳定性。咪唑溴类和咪唑氟硼酸盐类离子液体将会在改善液体电解质和PVP-PVDF微孔聚合物固体电解质性能方面发挥着重要作用。