資源描述：
《新型離子液體的合成及其在染料敏化太陽電池中的應用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、上海交通大學碩士學位論文新型離子液體的合成及其在染料敏化太陽電池中的應用姓名：魏超申請學位級別：碩士專業(yè)：化學工程指導教師：楊立20090106上海交通大學碩士學位論文新型離子液體的合成及其在染料敏化太陽電池中的應用摘要染料敏化太陽電池（DSC）是一種新型的化合物薄膜太陽電池，它采用納米多孔TiO2薄膜電極替代傳統的平板電極，以釕(Ⅱ)的多吡啶配合物作敏化劑，-I2/I氧化還原電對的電解質體系,以其潛在的低成本、相對簡單的制作工藝和技術等優(yōu)勢贏得了人們的廣泛重視。自從1991年Gratzel教授首次將納米多孔的概念引入染料敏化寬禁帶TiO2半導體研究中，獲得了光電
2、轉換效率7.1％，而到了2001年和2004年，電池效率更是首次達到10.4％和11.04％。在DSC應用研究中，已經證實電解液是影響電池光電轉換效率和長期穩(wěn)定性的重要因素之一。傳統的有機溶劑電解液由于溶點低，易揮發(fā)，易燃燒，給電池的封裝帶來到了困難，而離子液體具有非常小的飽和蒸氣壓、不揮發(fā)、沸點較高，較好的電化學穩(wěn)定性及較寬的電化學窗口等優(yōu)點。以離子液體作為溶劑制備的電解液較好的克服了上述困難，成為染料敏化太陽電池未來發(fā)展的一個重要方向。為了研究和發(fā)現新型的，能應用于DSC中的黏度較低，電導率較高的電解液材料，合成了兩種新型的室溫離子液體：S114TFSI和cg
3、12TFSI，它們的熔點分別為：低于零下60℃與零下9.3攝氏度，分解溫度分別為：278.4℃與400℃，具有較低的蒸氣壓。S114TFSI與cg12TFSI離子液體在室溫下電導率分別為2.25ms-1-1cm與3.96mscm，粘度為54.6與42.3cP，屬于低黏度離子液體的范疇。并且在測量的溫度范圍內其黏度能很好的符合阿倫紐斯方程與VTF方程。將S114TFSI與S221I離子液體混合組成電解液應用于染料敏化太陽電池DSC中。隨著膜厚的增加，電池的短路電流與光電轉換效率先增大后減小。最優(yōu)的膜厚為10μm。不同體積比的S114TFSI與S221I也會影響電池的
4、性能，隨著S221I體-積比的增加，I數量的增加導致電池的將導致短路電流強度Jsc與光電轉換效率η的降低。但是S221I的比例不能過小，否則發(fā)生了副反應。最優(yōu)的S114TFSI與S221I的體積比為1：1。S114TFSI作為電解液溶劑應用于染料敏化太陽電池DSC中。隨著添加劑TBP的加入，電池的開路電壓Voc與填充因子FF得到提高，2上海交通大學碩士學位論文但是對短路電流強度Jsc卻帶來不利的影響,所以對光電轉換效率影響不大，甚至是下降。而添加劑LiI的加入對電池的短路電流，開路電壓都能帶來顯著提高。隨著光照強度的增加，電池的轉化效率逐漸減小。cg12TFSI與
5、LiI、I2、TBP混合組成的電解液應用于染料敏化太陽電池DSC中。不同的TiO2膜厚對電池的性能帶來影響，隨著膜厚的增加，電池的短路電流Jsc與光電轉換效率η先增大后減小。最優(yōu)的TiO2光電極的膜厚為10μm。不-同濃度的LiI也會影響電池的性能，I濃度的增大導致短路電流強度Jsc與光電轉-換效率η逐漸增大，但I濃度的過分增大將導致短路電流強度Jsc與光電轉換效率η的降低。LiI的最優(yōu)濃度控制在0.7M。關鍵詞：染料敏化太陽電池，納米薄膜電極，離子液體，轉化效率3上海交通大學碩士學位論文THESYNTHESISOFNEWIONICLIQUIDSANDAPPLIC
6、ATIONINTHEDYESENSITIZEDSOLARCELLSABSTRACTDyesensitizedsolarcellsisanewkindofcompoundfilmsolarcells,inwhichtheTiO2nano-crystallinehasbeenusedtosubstitutetheconventionalflatelectrode,thepolypyridylcomplexesofruthenium(Ⅱ)areappliedasthesensitizer,andthe-redoxI2/Iareemployedintheelectroly
7、te.Duringresentyears,theDSChasattractedattentionofmanyresearchersbyitslowcost,simpleprocessofpreparation.Since1991,professorGratzelhadintroducedtheconceptofnano-porousintotheresearchofdyesensitizedTiO2semiconductorelectrode,theefficiencyofdyesensitizedsolarcellshasobtained7.1%,andeven
8、achie
