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聚乙烯醇缩丁醛准固态电解质薄膜的制备和性能表征

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物理化学学报 2012年第5期28卷 1134-1138页

作者：周伟黄其煜王晓晨齐芳艺焦方郑一胄上海交通大学微电子学院上海200240 上海交通大学材料科学与工程学院上海200240

研究了聚乙烯醇缩丁醛准固态电解质薄膜的制备及相关性能.通过向聚乙烯醇缩丁醛中加入适量造孔剂和辅助剂制备电解质薄膜,研究了薄膜制备过程中的相关影响因素和不同孔隙率的电解质薄膜对电池光电转换效率的影响.实验表明,通过向0.200g... 详细信息

研究了聚乙烯醇缩丁醛准固态电解质薄膜的制备及相关性能.通过向聚乙烯醇缩丁醛中加入适量造孔剂和辅助剂制备电解质薄膜,研究了薄膜制备过程中的相关影响因素和不同孔隙率的电解质薄膜对电池光电转换效率的影响.实验表明,通过向0.200g聚乙烯醇缩丁醛中加入6.000g碳酸钙、0.310g氯化钙和0.150g葡萄糖所制备的电解质薄膜性能最优,用其制备的染料敏化太阳能电池光电转换效率η=4.720%(开路电压Voc=0.7194V,短路电流密度Jsc=10.014mA·cm-2,填充因子FF=0.6559),达到相同条件下液态电解质电池的88%以上.薄膜电解质制备简单,封装方便,所用原料无毒无害,具有一定的发展潜力.

关键词：染料敏化太阳能电池准固态电解质电解质薄膜聚乙烯醇缩丁醛多孔膜

环保型准固态电解质的制备及在染料敏化太阳电池中的应用

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影像科学与光化学 2008年第6期26卷 445-451页

作者：刘广陆蔡宁赵颖张苑杨瑞霞熊绍珍南开大学光电子薄膜技术与器件研究所天津300071 河北工业大学微电子学与固体电子学系天津300401

本文介绍了一种制备染料敏化太阳电池(DSC)准固态电解质的新方法——混合溶剂法.该方法具有制作工艺简单、所用溶剂对人及环境无污染等优点.将混合溶剂法制备的准固态电解质应用于太阳电池,并系统研究了电解质组成及环境温度对电解质及... 详细信息

本文介绍了一种制备染料敏化太阳电池(DSC)准固态电解质的新方法——混合溶剂法.该方法具有制作工艺简单、所用溶剂对人及环境无污染等优点.将混合溶剂法制备的准固态电解质应用于太阳电池,并系统研究了电解质组成及环境温度对电解质及其DSC性能的影响规律.

关键词：染料敏化准固态电解质太阳电池

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染料敏化太阳电池中准固态电解质的研究进展

中国材料进展 2018年第7期37卷 543-550页

作者：张威桃李王浩张军湖北大学物理与电子科学学院铁电压电材料与器件湖北省重点实验室湖北武汉430062

染料敏化太阳电池(DSSC),因廉价、清洁、高效等优点而备受关注和研究。电解质作为DSSC的重要组成部分,对电池的稳定性能及内部电子输运和染料再生等方面有重要的影响。目前,基于液态电解质的DSSC的光电转换效率已突破14%,但液态电解质... 详细信息

染料敏化太阳电池(DSSC),因廉价、清洁、高效等优点而备受关注和研究。电解质作为DSSC的重要组成部分,对电池的稳定性能及内部电子输运和染料再生等方面有重要的影响。目前,基于液态电解质的DSSC的光电转换效率已突破14%,但液态电解质中有机溶剂易挥发,造成电池封装困难和使用寿命缩短等问题,限制了DSSC的发展。准固态电解质的引入,在保证电池具有较高效率的同时改善了DSSC的长期稳定性,并将利于DSSC大规模的商业化生产。对液态电解质、固态电解质以及准固态电解质的性能、优点及存在的问题进行了概述;并从可逆/不可逆的角度出发,详细评述了准固态电解质在DSSC中的研究进展,分析了准固态电解质在DSSC中的发展趋势。

关键词：染料敏化太阳电池性能准固态电解质可逆/不可逆

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染料敏化太阳能电池中准固态电解质研究

沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2015年第6期31卷 1113-1119页

作者：时方晓李晶陶海全李盼孙祥高旭沈阳建筑大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110168 沈阳建筑大学学报编辑部辽宁沈阳110168

目的研究一种新型的准固态电解质的制备工艺,分析制备工艺中各影响因素对准固态电解质吸收率、电导率及光电性能的影响.方法以丙烯酸-聚乙二醇共混聚合物为基体形成凝胶,吸附液态电解质形成准固态电解质,选取反应时间、聚乙二醇分子量... 详细信息

目的研究一种新型的准固态电解质的制备工艺,分析制备工艺中各影响因素对准固态电解质吸收率、电导率及光电性能的影响.方法以丙烯酸-聚乙二醇共混聚合物为基体形成凝胶,吸附液态电解质形成准固态电解质,选取反应时间、聚乙二醇分子量、干燥时间和KI/I2的物质量比4个制备工艺中的主要影响因素分别制样,测试聚合物凝胶的吸收率、准固态电解质的离子电导率及以其组装的染料敏化太阳能电池的光电转换效率,探索制备工艺.结果实验表明当反应时间为45 min,采用聚乙二醇1 000,干燥时间为90 min,n(KI)∶n(I2)=50∶1时,准固态电解质的各项性能最佳.结论随反应时间、干燥时间的增加,准固态电解质的吸收率和电导率变化趋势为先增大后减少.随聚乙二醇分子量的增大,准固态电解质的吸收率呈现先减小后增大的趋势,而电导率呈现先增大后减小的趋势.随KI浓度的增加,准固态电解质的吸收率和电导率变化趋势为先减小后增大.

关键词：染料敏化太阳能电池准固态电解质凝胶电导率光电性能

一种新型的准固态电解质在染料敏化太阳能电池中的应用

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科学通报 2006年第9期51卷 1011-1015页

作者：王淼杨雷周晓文林原李学萍冯树京肖绪瑞中国科学院化学研究所分子科学中心光化学重点实验室中国科学院研究生院北京100039

用梳状的熔盐型聚合物固化含有机溶剂(如：乙烯碳酸酯与丙烯碳酸酯混合物、三甲氧基丙腈、N-甲基(口恶)烷二酮)的液态电解质,制备出一种新型的准固态电解质,并应用于染料敏化太阳能电池中．通过调节电解质中聚合物的含量,优化了电解质... 详细信息

用梳状的熔盐型聚合物固化含有机溶剂(如：乙烯碳酸酯与丙烯碳酸酯混合物、三甲氧基丙腈、N-甲基(口恶)烷二酮)的液态电解质,制备出一种新型的准固态电解质,并应用于染料敏化太阳能电池中．通过调节电解质中聚合物的含量,优化了电解质的各种物理化学性能及组装电池的光电化学参数,获得了这种新型准固态电解质的最佳组成配方,准固态电池的光电转换效率达到6．58%(光强100 ***^(-2),AM 1．5)．聚合物的加入使电解质由液态转变为准固态,抑制了有机溶剂的挥发,提高了染料敏化太阳能电池的稳定性．

关键词：梳状熔盐型聚合物准固态电解质染料敏化太阳能电池光电转换效率

染料敏化太阳能电池光阳极及准固态电解质研究

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染料敏化太阳能电池光阳极及准固态电解质研究

作者：孔德廷电子科技大学

学位级别：硕士

染料敏化太阳能电池(DSSC)是一种新型的光电化学太阳电池,具有成本低(硅电池的1/5～1/10),理论寿命高,理论转化效率高、清洁等特点。经过多年的研究和实验,已经取得了一些突破性进展。但是还存在一些需要完善的地方,如TiO2薄膜制备工艺... 详细信息

染料敏化太阳能电池(DSSC)是一种新型的光电化学太阳电池,具有成本低(硅电池的1/5～1/10),理论寿命高,理论转化效率高、清洁等特点。经过多年的研究和实验,已经取得了一些突破性进展。但是还存在一些需要完善的地方,如TiO2薄膜制备工艺的优化,准固态电解质电池的制备等问题。液相沉积法(LPD)是近几年发展起来的一种薄膜制备方法,具有工艺过程简单,不需要复杂设备,常温成膜,可以在复杂基底成膜等优点。采用液相沉积法沉积二氧化钛薄膜,具有很大优势。在本文中,采用液相沉积法制备了适用于DSSC的锐钛矿TiO2多孔薄膜,在沉积过程中添加聚乙二醇(PEG)来改变薄膜的形貌,研究了沉积过程中添加PEG对的薄膜的晶相结构以及对染料的吸附能力的影响。最终使用LPD TiO2薄膜组装的DSSC在100mWcn-2的标准光强下达到了6.1%的光电转化效率。液态电解质具有离子电导率高、扩散系数大、对二氧化钛薄膜浸润性强等优点,但是存在着漏液、腐蚀性强、高温下易分解等缺点。针对传统液态电解质的上述缺点,本文研究了一种准固态蛭石复合电解质,利用蛭石的层状结构,在电解质内部形成离子的快速移动通道,来提高准固态电解质的电化学性能。本文将球磨过的蛭石粉体加入到聚氧化乙烯(PEO)基准固态电解质中并且调节添加量来寻找最佳比例。对不同蛭石含量的准固态电解质体系的离子电导率、暗电流以及DSSC的光电转化性能进行了测试和分析。最终,使用含有5wt%蛭石添加量的准固态电解质制备了在标准光强100mWcm-2光电转化效率为3.1%的染料敏化电池。

关键词：染料敏化太阳能电池二氧化钛薄膜液相沉积法蛭石准固态电解质

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铝空气电池固态和准固态电解质研究进展

电池 2023年第5期53卷 568-571页

作者：朱奎韩基泰李昊南京信息工程大学自动化学院江苏南京210044 无锡学院自动化学院江苏无锡214105

铝空气电池因超高的地壳资源储量和适宜的电化学性能引起广泛关注。与电极材料相比,人们对电解质的研究相对较少,尤其是固态和准固态电解质。简要阐述铝空气电池的反应机理;针对固态电解质中的有机和无机电解质,以及聚合物凝胶电解质中... 详细信息

铝空气电池因超高的地壳资源储量和适宜的电化学性能引起广泛关注。与电极材料相比,人们对电解质的研究相对较少,尤其是固态和准固态电解质。简要阐述铝空气电池的反应机理;针对固态电解质中的有机和无机电解质,以及聚合物凝胶电解质中常见的聚合物宿主如聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(PAM)和部分离子导电促进材料如氧化石墨烯(GO)、碳纳米管(CNT)的研究进展,进行总结;对铝空气电池的发展进行展望。

关键词：铝空气电池固态电解质准固态电解质电化学

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气溶胶准固态电解质的制备及光电性能的研究

气溶胶准固态电解质的制备及光电性能的研究

作者：张东坡哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

离子液体电解质虽然具有较高的光电转换效率,但依然存在不稳定性且易挥发、腐蚀泄露等问题有待解决。而准固态电解质由于具有良好的的稳定性和制备工艺简单以及成本低等优点得到广泛的关注,因此,具有良好的发展前景。本文采用聚乙烯醇(P... 详细信息

离子液体电解质虽然具有较高的光电转换效率,但依然存在不稳定性且易挥发、腐蚀泄露等问题有待解决。而准固态电解质由于具有良好的的稳定性和制备工艺简单以及成本低等优点得到广泛的关注,因此,具有良好的发展前景。本文采用聚乙烯醇(PVA)和聚乙二醇(PEG)为主要原料,分别将其配制成水溶液,采用真空冷冻干燥技术得到疏松结构的气溶胶,然后将制得的气溶胶和离子液体电解质配合获得不同固液转变温度的准固态电解质,通过调控离子液体电解质中气溶胶掺入量,分别考察温度对准固态电解质流变状态转变,电解质的填充和成膜状态,光照时间对组装电池器件的光电转换效率等方面影响。并且对准固态电解质通过应力扰动,表现出一定的触变性能。分别使用聚乙烯醇(PVA)和聚乙二醇(PEG)与离子液体电解液混合,制备出准固态电解质,随着PVA和PEG掺入量的增加,电解质的固液转变的熔融温度越来越大。当在1 ml的离子电解液中加入的聚乙烯醇量为0.02 g时,电池器件的光电转换效率最高,在模拟太阳光强为100 m W/cm2时,短路电流JSC=9.45 m A/cm2,开路电压值VOC=0.66 V;填充因子ff=69.3%;光电转换效率η=4.32%。当在1 ml的离子电解液加入的聚乙二醇量为0.4 g时,电池器件的光电转换效率最高,在模拟太阳光强为100 m W/cm2时,短路电流JSC=7.41 m A/cm2,开路电压值VOC=0.63 V;填充因子ff=53%;光电转换效率η=2.59%。并且光照时间越长,光电转换效率越高。

关键词：聚乙烯醇聚乙二醇气溶胶准固态电解质

咪唑离子液体聚合物准固态电解质的制备及性能研究

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咪唑离子液体聚合物准固态电解质的制备及性能研究

作者：金鑫南京航空航天大学

学位级别：硕士

染料敏化太阳能电池(DSSC)具有成本低、制作工艺简单、可设计性强等传统硅基太阳能电池不具备的优点,成为国内外研究的热点。发展至今,液态电解质是DSSC最高效的空穴传输材料,但是它存在的易泄漏和易挥发等缺点,严重影响了DSSC的长期稳... 详细信息

染料敏化太阳能电池(DSSC)具有成本低、制作工艺简单、可设计性强等传统硅基太阳能电池不具备的优点,成为国内外研究的热点。发展至今,液态电解质是DSSC最高效的空穴传输材料,但是它存在的易泄漏和易挥发等缺点,严重影响了DSSC的长期稳定性,阻碍了DSSC的实际应用推广。本文针对这一问题开展了相转换法制备离子液体聚合物准固态电解质的研究工作。首先利用高压水热法制备了两种室温离子液体1-乙烯基-3-丙基咪唑卤代盐(ViPrImX, X=Cl, Br, I)和1-丙基三乙氧基硅-3-甲基咪唑碘盐(TESPIm+I-),通过HPLC、FTIR、1NMR等测试手段确定了产物结构,优化了合成条件。ViPrImX经自由基聚合得到离子液体聚合物P(ViPrImX), FTIR、1NMR、GPC测试结果表明此聚合过程为衰减链转移聚合(DTP);不同摩尔比的TESPIm+I-和TEOS通过溶胶-凝胶过程制备了不同无机物含量的离子液体功能化聚硅氧烷(IL-SiO),试验结果表明该离子液体聚合物中均形成了Si-O-Si结构,其颗粒尺寸在1000nm之间并且具有良好的热稳定性能。利用所合成的离子液体聚合物制备了两种离子液体聚合物准固态电解质:单离子传导P(ViPrImI)/PVDF和原位IL-SiO/PVDF基准固态电解质。其中PVDF薄膜呈多孔结构,离子液体聚合物结构的引入显著降低了整个体系的结晶度;利用电化学方法分析了影响准固态电解质室温离子电导率及I3-的表观扩散系数的因素;太阳能光伏测试系统的测试结果显示,随着体系中离子液体聚合物含量的增大,电池的开启电压增高,暗电流减小,开路电压增大,这两种准固态DSSC体系的最佳光电转换效率分别为2.42%和3.21%。

关键词：离子液体水热法离子液体聚合物 DT聚合准固态电解质染料敏化太阳能电池