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《华侨大学》 2007年
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染料敏化太阳能电池中聚合物凝胶电解质及TiO_2有序膜的研究

杨宏训  
【摘要】: 染料敏化太阳能电池(DSSC)由于具有低成本、易制备和高的光电转换效率等优点而成为当前研究的热点。本文通过对含不同胶凝剂的聚合物凝胶电解质的研究,探讨电解质的导电机理,考察不同胶凝剂和不同碘盐对电解质的电导率和准固态DSSC光电性能的影响,以期提高准固态DSSC的使用寿命和光电性能;并初步研究了用聚苯乙烯胶体晶体作为模板制备有序TiO2薄膜的方法,讨论了薄膜的微观结构对电子传输机理的影响。主要内容如下: (1)制备了新型聚合物凝胶电解质AS-EC/PC/DMC-C10H10N+I- /I2;探讨了不同的有机溶剂、聚(丙烯腈-苯乙烯)(AS)的浓度、N-甲基喹啉碘盐(C10H10N+I-)的浓度和温度对聚合物凝胶电解质导电性能及准固态染料敏化太阳能电池光电性能的影响;比较了AS-EC/PC/DMC-C10H10N+I-和AS-EC/PC/DMC-NaI/I2所组装的准固态DSSC在光电性能上的差别。结果表明:当AS的浓度为17%,混合有机溶剂乙烯碳酸酯(EC)、丙烯碳酸酯(PC)和碳酸二甲酯(DMC)的质量比为4:2:1,C10H10N+I-的浓度为0.6M,碘(I2)的浓度为0.06M时,该聚合物凝胶电解质AS-EC/PC/DMC-C10H10N+I-/I2的电导率为5.12ms·cm-1(25℃);以其组装的DSSC在100mW/cm2模拟太阳光照射下,取得了4.04%光电转换效率且具有较长期的稳定性,性能要优于聚合物凝胶电解质AS-EC/PC/DMC-NaI/I2体系的。 (2)制备了新型聚合物凝胶电解质PMMA-EC/PC/DMC-NaI/I2。该聚合物凝胶电解质在124℃以下的失重率为3.73%,其具有很好的热稳定性,能够满足DSSC的使用要求。在25℃的条件下,PMMA-EC/PC/DMC-NaI/I2的电导率为6.89 ms·cm-1。该凝胶电解质组装的电池,在100mW/cm2的模拟太阳光照射下取得了4.78%光电转换效率。 (3)文中还利用聚苯乙烯胶体晶体模板制备二氧化钛有序薄膜,并对聚苯乙烯胶体晶体模板和二氧化钛有序膜的微观结构进行表征。结果表明:采用垂直自然沉积法得到的胶体晶体模板缺陷较少,结构的均一性较好,以其作为模板制备的二氧化钛薄膜相对有序;以该有序薄膜组装的染料敏化太阳能电池获得较高的开路电压。
【学位授予单位】:华侨大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TM914.4

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【引证文献】
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