染料敏化太陽(yáng)能電池用瓊脂糖基準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)的研究.pdf

1、染料敏化太陽(yáng)能電池(DSSC)是一類具有低成本、能量轉(zhuǎn)化效率高等特點(diǎn)的光伏器件，但是受到染料敏化太陽(yáng)能電池所用的液態(tài)電解質(zhì)封裝難、電解質(zhì)易揮發(fā)及穩(wěn)定性差等因素的影響，使得電池性能及大規(guī)模應(yīng)用受到較大的影響和限制。通過(guò)聚合物將液態(tài)電解質(zhì)固化是解決這些問(wèn)題的有效手段之一，但是由于聚合物電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率相對(duì)液態(tài)電解質(zhì)較低，與半導(dǎo)體薄膜光陽(yáng)極的浸潤(rùn)性差等缺點(diǎn)極大影響了染料敏化太陽(yáng)能電池的性能，因而需要通過(guò)一系列的改性手段來(lái)優(yōu)化聚合物電解質(zhì)的性

2、能，以期得到光電轉(zhuǎn)化效率高、穩(wěn)定性好及適宜戶外大規(guī)模應(yīng)用的染料敏化太陽(yáng)能電池。
　　 本論文探索了一種新型準(zhǔn)固態(tài)瓊脂糖基聚合物電解質(zhì)，考察了一系列改性手段對(duì)其電化學(xué)性能及相應(yīng)染料敏化太陽(yáng)能電池的光電性能的影響，主要研究了(1)在較大碘化鋰(LiI)濃度范圍(LiI:0～85wt％)內(nèi)，研究了LiI濃度對(duì)瓊脂糖基聚合物電解質(zhì)的電荷傳輸行為的影響及電導(dǎo)機(jī)理;(2)引入磁性Fe3O4納米顆粒對(duì)瓊脂糖基聚合物電解質(zhì)進(jìn)行改性，研究了磁性F

3、e3O4納米顆粒的改性濃度對(duì)瓊脂糖基聚合物電解質(zhì)的電化學(xué)性能及相應(yīng)染料敏化太陽(yáng)能電池光電性能的影響;(3)引入Fe3O4、NiO和Co3O4三種不同的磁性納米顆粒對(duì)瓊脂糖基聚合物電解質(zhì)進(jìn)行改性，比較了三種磁性納米顆粒對(duì)瓊脂糖基聚合物電解質(zhì)的電化學(xué)性能及相應(yīng)染料敏化太陽(yáng)能電池光電性能的改性效果。
　　 通過(guò)研究，得到結(jié)論如下:(1) LiI濃度對(duì)瓊脂糖基聚合物的電荷傳輸行為的影響由兩種電導(dǎo)機(jī)理構(gòu)成。在低LiI濃度區(qū)間(0～25wt

4、％)，電解質(zhì)中的離子傳輸由“聚合物溶鹽”機(jī)理控制;而在高LiI濃度區(qū)間(25～85wt％)，電解質(zhì)中的離子傳輸由“鹽溶聚合物”電導(dǎo)機(jī)理控制。在LiI濃度為20wt％時(shí)，獲得的最佳離子電導(dǎo)率，為3.98×10-3 S cm-1;(2) Fe3O4的摻雜濃度導(dǎo)致瓊脂糖的鏈段活性發(fā)生較大改變，在Fe3O4濃度為2.5wt％具有最高的離子電導(dǎo)率(3.40×10-3 Scm-1)和最高的開(kāi)路電壓(0.64V)，相應(yīng)染料敏化太陽(yáng)能電池在濃度為2.5