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染料敏化纳米晶太阳能电池,简称染料敏化太阳能电池(Dye-Sensitized Solar Cells, DSSCs),是一种技术角度和经济角度都可靠的传统P-N结光伏元件的替代品。电解质在DSSC中起着至关重要的作用,它是维持电池工作的重要组成部分,染料的再生主要是通过被它还原来完成。通过使用不同的电解质,DSSC将会得到不同的光电转换效率,因此高效稳定的电池对电解质的要求是很苛刻的。离子液体电解质具备寿命长、加工方便、无毒无嗅、效率提升潜力大等特点,成为未来DSSC电解质的最佳选择。高效的基于离子液体的DSSC电解质一般包括三类组成部分：离子液体碘化物、低粘度离子液体溶剂和添加剂。其中离子液体碘化物应选取多种以提高熵值促进电解质传导性,本文选用1-乙基-3甲基咪唑碘盐(EMⅡ)、1,3-二甲基咪唑碘盐(DMⅡ)和1-丙基-3-甲基咪唑碘盐(PMⅡ)的混合物,DMⅡ和EMⅡ虽然是固体,但溶解后具有最高的熵值。低粘度IL当前最佳物质为：EMITCB,但该物质使用剧毒阴离子B(CN)4-,长期使用或泄漏将造成恶劣的环境影响。考察了多种离子液体的黏度和导电性,本文选用EMITA和EMIBF4作为离子液体溶剂的选择,文使用的添加剂即为常见物种(I2, TBP, LiI, GNCS)。从NMI开始合成了以上各离子液体,在合成EMITA的过程中采用了新方法由EMIBr(或EMⅡ)直接与TFA回流反应制备,并获得了成功,产物纯度良好,交换完全,又可回收碘单质。该法最大的优势就是成本低廉,避免了使用昂贵的而易分解银盐。使用合成出的IL化合物,加入合适的添加剂,共配制出七种类型的离子液体电解质。其中配比I未能得到液体状态,可能原因是固态物质浓度过高,而EMI+的同离子效应也增强了这种不溶的趋势。其余电解质均为较易流动的液态物质。使用染料敏化太阳能电池装置将上述电解质装配成DSSC电池,在标准光源AM1.5(光照能量密度为100mW/cm2)下对电池进行测试,测试结果通过电化学工作站和专业软件LK9805给出电池的光电流密度-光电压曲线(J-V曲线),并收录各关键性能参数,通过进行了电解质Ⅱ-Ⅵ的探索,最终优化出本系列中的最佳配比Ⅶ,其光电能量转化效率接近5%,具有很高的应用前景和继续优化的潜力。