介觀太陽(yáng)能電池高效穩(wěn)定電解質(zhì)添加劑的研究.pdf

1、作為兩種典型的介觀太陽(yáng)能電池(Mesoscopie Solar Cells)，染料敏化太陽(yáng)能電池(Dye-sensitized solar cells，DSCs)和鈣鈦礦太陽(yáng)能電池(Perovskite solar cells， PSCs)由于具有低成本，環(huán)境友好，制備工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，被世界各國(guó)科學(xué)家廣泛研究。添加劑對(duì)于提升介觀薄膜太陽(yáng)能的光電性能和長(zhǎng)期穩(wěn)定性具有重要的作用。本論文結(jié)合離子液體本身難揮發(fā)的優(yōu)勢(shì)和吡啶基團(tuán)在電解質(zhì)中的特殊作

2、用，開(kāi)發(fā)了兩類高效、穩(wěn)定的吡啶基功能化離子液體，并將其應(yīng)用于染料敏化太陽(yáng)能電池電解質(zhì)和鈣鈦礦太陽(yáng)能電池空穴傳輸劑中，不僅簡(jiǎn)化了體系，而且也增加了其穩(wěn)定性。
　　本文首先合成了吡啶基碘鹽作為DSCs的電解質(zhì)新型添加劑。與傳統(tǒng)的添加劑4-叔丁基吡啶(TBP)相比，這類碘鹽表現(xiàn)出雙功能特性，既能提供碘負(fù)離子，又能抑制電子復(fù)合。該工作系統(tǒng)研究了這類吡啶基碘鹽添加劑的熱穩(wěn)定性，并揭示了分子結(jié)構(gòu)與電解質(zhì)特性及電池光電性能之間的關(guān)系。結(jié)果表明，

3、基于這類吡啶基碘鹽，DSCs的電解質(zhì)體系可以大大簡(jiǎn)化，這有利于降低電池成本。同時(shí)，在使用商業(yè)化TiO2(P25)光陽(yáng)極的基礎(chǔ)上，包含這種新型添加劑的DSCs獲得了7.81％的能量轉(zhuǎn)換效率，這一結(jié)果可以與基于TBP的電池器件相媲美。此外，基于這種新型添加劑的DSCs表現(xiàn)出了良好的耐久性。其次，將一種離子液體型添加劑N-丁基-N'-(4-吡啶基庚)咪唑雙三氟甲基磺酰亞胺鎓鹽(BuPyIm-TFSI)引入PSCs電池體系中。與傳統(tǒng)的添加劑TB