染料敏化太陽能電池中聚合物電解質(zhì)的優(yōu)化(參考模板)

如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！學(xué)院書題目：染料敏化太陽能電池中聚合物電解質(zhì) 考班 設(shè)計成績： 如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！摘要本設(shè)計闡述了用納晶TiO2及離子液體1-甲基-3-丙基咪唑碘鹽兩種功能添加劑對PEO聚合物準固態(tài)電解質(zhì)進行優(yōu)化,提高了電池的光電性能.用MW/cm2光強下電池光電轉(zhuǎn)換效率達到3.2%,與無功能添加劑的電解質(zhì)相比,光電轉(zhuǎn)換效率提高8倍.電解質(zhì)體系的電導(dǎo)率研究表明,電池光電性能的提高與體系電導(dǎo)率的增大密切相關(guān).率如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！ 1染料敏化太陽能電池(DSSC) 3 物PEO電解質(zhì)體系的電導(dǎo)率 7 3.3離子液體添加劑對PEO/TiO2電解質(zhì)電導(dǎo)率及電池光電性能的優(yōu) 參考文獻.....................................................1.3.如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！緒言研究的熱門課題[1~4].近年來液態(tài)染料敏化太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率已達到7%~12%,但由于液態(tài)電池的氧化還原電解質(zhì)采用液態(tài)有機小分子化合物溶劑,其沸點低,易揮發(fā),流動性大,給電池的密封和長期使用帶來困難,采用聚合物電解質(zhì)替換液態(tài)電解質(zhì)組裝成固態(tài)染料敏化太陽能電池,電池穩(wěn)定性得到很大提高.于電解質(zhì)電導(dǎo)率低、與電極界面浸潤差等因素造成固態(tài)電池的光電轉(zhuǎn)換效率為增塑劑,降低了PEO的結(jié)晶度,電池的光電轉(zhuǎn)換效率達到4.2%(光強65.6MWcm不易揮發(fā)、物理和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、電化學(xué)窗口寬等優(yōu)點,將離子液體作為電解質(zhì)應(yīng)用于染料敏化太陽能電池[7~11],克服了液態(tài)電解質(zhì)易揮發(fā)的缺點.Gratzel等將離子液體用作染料敏化太陽能很大,近乎流體,不利于電池的密封.聚合物PEO是一種常見的高分子材料,常被用于固體電解質(zhì)體系;但室溫下PEO結(jié)晶度高,離子輸運速度慢,組裝成電池的光電轉(zhuǎn)換效率低.本文報道用無機納晶TiO2和具有咪唑碘鹽的離子液體作為功能添加劑,對含有I-/I-3的PEO電解質(zhì)進行協(xié)同優(yōu)化,改善了染料敏化太陽能電池的光電性能.如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！1染料敏化太陽能電池(DSSC)質(zhì)對(常用I和I-)的液體電解質(zhì)，它浸入納米二氧化鈦的孔穴與光敏染料接觸。2，它的性能是決定電池轉(zhuǎn)換效率的重要因素之一。在染料敏化太陽能電如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！IO如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！④導(dǎo)帶中的電子與Dye+之間發(fā)生復(fù)合：⑤導(dǎo)帶(CB)中的電子在二氧化鈦網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)綄?dǎo)電玻璃后接觸面(BC)后而⑥在二氧化鈦薄膜中傳輸?shù)碾娮优c進入二氧化鈦膜間隙的I3-離子復(fù)合：法并經(jīng)水熱處理制得TiO2膠體[12],在導(dǎo)電玻璃(方塊電阻W結(jié)30min后得到TiO2薄膜電極(約7mm厚).h].如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！2.2聚合物電解質(zhì)的制備h腈經(jīng)分子篩處理后使用.先將一定量的TiO2在攪拌下加mL后加入0.1020gLiI,0.0631gI2及一定量的離子液體1-,最后加入0.2640gPEO(P(EO)8：LiI：I2=3：3：1,摩爾比),攪拌過夜,分散均勻后,在室溫下使溶劑揮發(fā)至泥漿狀備用.質(zhì)涂敷在TiO2薄膜電極表面,溶劑揮發(fā)完全后,將載鉑對電極覆于上面,得到準固態(tài)電池.測量Model為250W鹵鎢燈,入射光強為100mW/cm2,光照面積為0.2cm采用阻抗法在Solartron(1287(恒電位儀)/1255B(頻率分析儀))上測量,測量頻率為1000Hz.3結(jié)構(gòu)與討論3.1聚合物PEO電解質(zhì)體系的電導(dǎo)率PEOs從30℃至80℃變化時,PEO,但logs與1/T并不成直線,表明高分子PEO電解質(zhì)的導(dǎo)電機制不同于一般液態(tài)電解質(zhì)中的離子傳輸機制.隨溫度轉(zhuǎn)化,這種轉(zhuǎn)化對增大s有較大貢獻.經(jīng)處理的PEO/LiI+I2體系(曲線2)仍能在一定的時間內(nèi)保持非晶態(tài),從而使得其電導(dǎo)率在低于PEO的融熔溫度(65℃)的溫度范圍內(nèi)比未經(jīng)升溫處理的PEO/LiI+I2體系的要高.向PEO/LiI+I2體系中添加納晶TiO2(曲線3),TiO2顆粒嵌入PEO長鏈間使高分子PEO的分形維度降低,體系的表面粗糙度增加,如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！PEO,從而增大了體系的電導(dǎo)率[5,6,14,15];在高于PEO熔融溫度TiO可增大體系的電導(dǎo)率,表明納晶TiO2的加入,不僅抑制PEO且TiO2顆粒與PEO長鏈形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[5,6]為離子的遷移提供動空間,促進了離子的輸運.離子液體1-甲基-3-丙基咪唑碘鹽本身加入為PEO/LiI+I2體系提供了附加的導(dǎo)電載流子,從而電導(dǎo)率大大增加,見曲線4;而且在溫度較低時,載流子數(shù)目增加對其更為顯著.向有離子液體的電解質(zhì)中再加入TiO2還能進一步改善電的電導(dǎo)率(曲線5),表現(xiàn)出離子液體和納晶TiO2對高分子電解質(zhì)體系電導(dǎo)率的協(xié)同優(yōu)化作用.3.2納晶TiO2添加劑對電解質(zhì)電導(dǎo)率及電池光電性能的優(yōu)化TiO電性能的影響.從圖中可以看出,適量的TiO2使電解質(zhì)的電導(dǎo)率、電池的短路Jsch到提高.當TiO2含量為10%即P(EO)8：TiO2短路光電流、光電轉(zhuǎn)換效率與電解質(zhì)體系的電導(dǎo)率均達到最大;繼續(xù)如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！TiO由于TiO2的絕緣作用,電解質(zhì)的電導(dǎo)率逐漸減小,短路光電效率也隨之下降.染料敏化納晶電池中,電解質(zhì)中的導(dǎo)電離子IITiO電極和鉑對電極間輸運電荷的作用;適量納晶TiO2的了電解質(zhì)的電導(dǎo)率,使離子運動速度增加,并且提高電解質(zhì)與電極界從而使電池的光電性能得到提高.但加入TiO2的聚合物電解質(zhì)體使得電池內(nèi)阻較大,造成電池的填充因子FF較小.因此納晶TiO2的加入對電池光電性能雖有改善但仍不夠理想.如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！3.3離子液體添加劑對PEO/TiO2電解質(zhì)電導(dǎo)率及電池光電性能的優(yōu)化路光電壓(Voc)及填充因子(FF)均逐漸增大.對電池的光電性能和電解質(zhì)體系電導(dǎo)率受離子液體添加劑的影響進行比較(見圖4)發(fā)現(xiàn),電池光電性能的提高與電導(dǎo)率隨離子液體含量的增加而增大的趨勢是一致的.短路光電流的電解質(zhì)的電導(dǎo)率增大使I3-擴散速度增加及電解質(zhì)/電極界面浸的增加則是由于電解質(zhì)的電導(dǎo)率提高使得電池內(nèi)阻降低,iR改善原因可能是離子液體改變了TiO2能級結(jié)PEOTiO體系中加入離子液圖3電解質(zhì)中不同離子液體含量條件下電池I-V曲線圖如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！圖4PEO/TiO2+IE電解質(zhì)中離子液體含量對電導(dǎo)率及電池光電性能的影響,與無功能添加劑的電解質(zhì)相比,電池的光電轉(zhuǎn)換效率提高8倍.并且在不電池的光電轉(zhuǎn)換效率15天內(nèi)基本不變.用無機納晶TiO2和能力強的離子液體作為添加劑,對含有I-/I-3聚合物PEO電解質(zhì)進行協(xié)同優(yōu)化,發(fā)現(xiàn)在電解質(zhì)中添加適量納晶TiO2和進一步加入離子液體可顯著改善電池光電性能;并且電池光電性能的提高與電解質(zhì)體系導(dǎo)電性的增大密切相關(guān).如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！4展望展望未來的染料敏化太陽能電池發(fā)展，我以為主要從以下幾個方面獲得突破：2.增加染料敏化劑的品種，增加協(xié)同敏化的方法和敏化劑選擇。任何事物的發(fā)展都要經(jīng)歷曲折的過程，但相信DSSC最終一定會走向成熟?？梢匀绮簧髑址噶四愕臋?quán)益，請聯(lián)系我們告知！參考文獻lNo.3Jun.20080期GrtzelMPhotoelectrochemicalcellsNature001,414:338~isIMetalAsolventfreecompositepolymerinorganicoxideelectrolyteforhigh如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！A:Chem,2002,149:191~198如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！JElectrochemSoc,1996,143:3099~3108PetalGelationofionicnsitizedsolarcellsJAmChemSocnanocrystalsimprovingtheefficiencyurrentdeterminingelectrolytes.JPhysChemB,2003,107: