新型全固態(tài)聚合物電解質(zhì)及其對染料敏化太陽能電池電子復(fù)合的調(diào)控機(jī)制.pdf

1、染料敏化太陽能電池(DSSC)作為一種低成本的光電轉(zhuǎn)換裝置具有潛在的應(yīng)用價值而倍受青睞。傳統(tǒng)的液態(tài)電解質(zhì)存在溶劑揮發(fā)、泄露等問題影響著電池的長期穩(wěn)定性，因此固態(tài)電解質(zhì)的研究很有必要，導(dǎo)電高聚物憑借其價格低廉、易制備、離子遷移率高、易固化等優(yōu)點而成為近年來固態(tài)染料敏化太陽能電池領(lǐng)域的研究熱點。在眾多聚合物電解質(zhì)中，聚氧乙烯(PEO)憑借其鏈段具有良好的柔順性和對堿金屬鹽具有良好的溶解性而成為一種理想的選擇，然而其高結(jié)晶性限制了其離子電導(dǎo)率

2、從而影響了電池性能。
　　 本文設(shè)計合成了一種新型增塑劑XS-1，XS-1是對聚乙二醇進(jìn)行改性使其端基含有吡啶衍生物結(jié)構(gòu)。將增塑劑XS-1添加到PEO基電解質(zhì)中制備成固態(tài)DSSC并進(jìn)行光電壓-電流密度（J-V曲線）測試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)開路電壓和填充因子都明顯提高，電池效率（η）由2.4％提高到了3.1％，顯著改善了電池的光電性能。WAXS測試表明增塑劑降低了聚合物的結(jié)晶度從而促進(jìn)了氧化還原電對在電解質(zhì)中的傳輸。針對增塑劑對DSSC電子

3、復(fù)合調(diào)控機(jī)制的研究我們進(jìn)行了光電壓-光強(qiáng)曲線、電子壽命-電子濃度曲線和電化學(xué)阻抗譜的測試。光電壓-光強(qiáng)測試表明:增塑劑降低了復(fù)合反應(yīng)級數(shù);電子壽命-電子濃度測試表明增塑劑延長了電子壽命;電化學(xué)阻抗譜分析表明增塑劑提高了電子復(fù)合阻抗。總之，增塑劑減弱了電子復(fù)合作用從而提高了光電轉(zhuǎn)換效率。向增塑劑改性的PEO基電解質(zhì)中添加硫氰酸胍鹽可進(jìn)一步提高電池效率最高達(dá)到了3.5％。
　　 另外，本文還合成了一種端基含酰胺鍵硬段結(jié)構(gòu)的聚合物XS