染料敏化太阳电池电解质材料的制备与性能研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:lwy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
染料敏化太阳电池(DSSCs)具有成本低、效率高、制作工艺简单等优势,引起了众多科研工作者和工业界人士的关注。在DSSCs中,离子液体和添加剂作为电解质的重要组成部分,对DSSCs光伏性能的提高起着至关重要的作用。本论文旨在发展环境友好型离子液体的制备方法、开发适用于DSSCs的新型离子液体和添加剂等电解质材料,以期获得高效、稳定的染料敏化太阳电池。主要研究内容如下:利用高压釜制备了3-甲基苯并噻唑碘(MBTI)和2,3-二甲基苯并噻唑碘(DMBTI),利用热分析法研究了苯并噻唑环上引入2位甲基对其熔点和热稳定性的影响;利用加热回流法合成了一碘化N-(2-羟乙基)乙二胺盐(HEEDAI);将MBTI、DMBTI、苯并噻唑(BT)、2-甲基苯并噻唑(MBT)和4-叔丁基吡啶(TBP)作为染料敏化太阳电池(DSSCs)电解质溶液中的添加剂,制备了含有不同添加剂的电解质材料;研究了含有不同质量的乙腈(ACN)和3-甲氧基丙腈(MePN)以及不同质量的1,2-二甲基-3-丙基咪唑碘(DMPII)和1-甲基-3-丙基咪唑碘(MPII)电解质材料的性能。并将这些电解质材料应用于DSSCs中,利用超微铂电极和循环伏安法以及电化学阻抗谱法研究电解质材料中不同化合物的阳离子结构、杂环结构和杂原子N和S以及不同电解质组成对I-3和I-的氧化还原行为和铂电解质界面的影响;并将这些电解质材料组装成DSSCs,测量了光伏性能。结果表明:利用高压釜合成苯并噻唑碘,操作简便、缩短了反应时间、提高了产率;在苯并噻唑环上引入2位甲基,可以提高苯并噻唑碘的熔点和热稳定性;DMBT+易在电极上形成多层吸附,且DMBT+对I-的束缚力小,因此I-的扩散系数较大;对不同添加剂的研究结果表明,含有碱性N原子的添加剂对DSSCs光伏性能作用优于碱性S原子的添加剂;含有吡啶环结构添加剂(TBP)对DSSCs光伏性能作用优于含有苯并噻唑环的添加剂(MB、MBT、MBTI、DMBTI),且DMBTI可以作为一种良好的添加剂应用于DSSCs中;HEEDAI作为电解质中的I-源,所组装的离子液体基DSSCs,具有较高的开路电压和填充因子。以DMPII作为I-供体、ACN和MePN的质量混合比为2:1时,电解质溶液中I-3和I-具有较大的表观扩散系数,且对应的DSSCs具有较高的光电转换效率;当ACN和MePN的质量混合比为2:1、DMPII和MPII以2:1混合作为I-源时,DSSCs具有较高的短路电流密度和光电转换效率。进一步研究了碘化-(2-羟乙基)乙二胺盐(HEEDAIs)和碘化-(2-羟乙基)哌嗪盐(HEPIs)的合成以及热稳定性,并研究了二元离子液体中HEEDAIs和HEPIs对I-3离子和I-离子氧化还原电对的影响。结果表明HEEDAIs可以抑制基体TiO2导带中释放的电子与I-3离子的复合,从而使HEEDAI可以成为染料敏化太阳电池电解液中添加剂4-叔丁基吡啶。电解液组分为0.15mol L-1I2,HEEDAI与MPII质量比为1:4时,由此而组装成的染料敏化太阳电池短路光电流密度为9.36mA cm-2,开路光电压为0.67V,填充因子为0.52,在光照下,染料敏化太阳电池的光电转换效率为3.24%。
其他文献
ue*M#’#dkB4##8#”专利申请号:00109“7公开号:1278062申请日:00.06.23公开日:00.12.27申请人地址:(100084川C京市海淀区清华园申请人:清华大学发明人:隋森芳文摘:本发明属于生物技
ue*M#’#dkB4##8#”专利申请号:00109“7公开号:1278062申请日:00.06.23公开日:00.12.27申请人地址:(100084川C京市海淀区清华园申请人:清华大学发明人:隋森芳文摘:本发明属于生物技
党的十八大提出,“加快构建新型农业经营体系”,需要地方政府加快落实。本文旨在通过多角度对农业生产托管服务发展模式进行研究,带领农户发展现代农业,促进经营规模,为推进
飞花令,原本是古人行酒令时的一个文字游戏,源自古人的诗词之趣,得名于唐代诗人韩翃《寒食》中的名句"春城无处不飞花"。随着中央电视台《中国诗词大会》节目的播出,"飞花令"
当前,互联网在快速发展,并作用于教学领域。微课是依托于互联网的教学新模式,其将信息技术与教学相融合,在教学中具有多方面的优势。在高中数学的教学中,借助微课不仅可以提
介绍装甲装备抢修性的主要影响因素,提出装甲装备抢修性评价指标的确定原则,依据确定原则初步确定了装甲装备抢修性评价指标,并采用层次分析法给出各评价指标的权重.
中国女子贞节观的形成不仅仅是一种社会现象,其形成的历史更是漫长而复杂,关于它的根源,更是总说纷纭。本文根据贞节观产生和兴盛的年代为线索来探讨,认为经济所有制、封建礼
设计一种共面波导馈电的2.45GHz柔性微带天线,通过在高频结构仿真(HFSS)软件中构建3层人体组织模型(皮肤-脂肪-肌肉),仿真分析人体组织对天线关键参数的影响,优化柔性天线的
针对变速机构下固定支架中孔的位置与边曲线距离小,再冲孔后成形会出现孔的变形的问题进行分析,提出了在成形后采用挂冲式冲孔的结构。此结构提高了产品质量,降低了生产成本,
酚类化合物是一类重要的环境污染物,构建灵敏度高、重现性和稳定性好的酚类传感器检测其含量极为重要。在酚类物质的检测中,电化学方法具有成本低廉、操作简单、灵敏度高以及