本发明专利技术涉及一种基于双咪唑型离子晶体的太阳能电池用准固态电解质，它包括以下组分：咪唑型离子液体25～50wt％；双咪唑型离子晶体30～55wt％；碘单质5～10wt％；甲基苯并咪唑5～10wt％；其中，所述的双咪唑型离子晶体的化学结构通式为：式中：X为Br、I、Cl、BF4、TFSI、PF6中的一种，a、b独立为2至6的整数，c为0至5的整数。它还包括以下质量分数的组分：CuAl2O4 1～5wt％。从而提高了染料敏化太阳能电池的光电转化效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种太阳能电池电解质，具体涉及一种基于双咪唑型离子晶体的太阳能电池用准固态电解质。
技术介绍
电解质作为太阳能电池尤其是染料敏化太阳能电池的核心部件，主要起传输氧化还原对的作用，其性能的优劣直接影响太阳能电池效率。常见的染料敏化太阳能电池用电解质有液态、准固态、固态等多种形式。其中液态电解质多含有乙腈、甲氧基丙腈等有机溶剂，存在易燃烧泄漏、易挥发、难封装、高毒性、稳定性差等缺点；固态电解质由于电导率较低，导致用固态电解质制备的染料敏化太阳能电池光电转化效率较低，距离商业化的程度还有很大距离；因此，具有高效率和高稳定性的准固态正引起科研工作者的广泛兴趣。专利号为200610105327.0的中国专利技术专利公开了一种聚合离子液体基凝胶型聚合物电解质及其制备方法，所述电解质由聚甲基丙烯酸酯类聚合离子液体、单质碘、碳酸乙烯酯与碳酸丙烯酯的混和物、聚丙烯腈(PAN)以及0-0.5份二氧化硅组成。但这种电解质含有碳酸乙烯酯与碳酸丙烯酯等传统有机溶剂，容易燃烧和泄露，并具有一定的毒性；聚丙烯腈只具有支撑载体的作用，对凝胶电解质的电导率和碘的迁移没有贡献。公开号为CN102592832A的中国专利技术专利公开了太阳能电池用固态电解质，由于其中的主要成分单咪唑型离子晶体电导率较低，大约为1×10-6S/cm，严重影响了利用该电解质制备的染料敏化太阳能电池光电转化效率，仅仅达到4.45％。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足而提供一种不含有机溶剂并提高了染料敏化太阳能电池光电转化效率的基于双咪唑型离子晶体的准固态电解质。为解决以上技术问题，本专利技术采取的一种技术方案是：一种基于双咪唑型离子晶体的太阳能电池用准固态电解质，它包括以下组分：其中，所述的双咪唑型离子晶体的化学结构通式为：式中：X为Br、I、Cl、BF4、TFSI、PF6中的一种，a、b独立为2至6的整数，c为0至5的整数。它还包括以下质量分数的组分：CuAl2O41～5wt％。优化地，它还包括以下质量分数的组分：CuI1～5wt％。优化地，所述的双咪唑型离子晶体的化学结构通式为：式中：X为Br、I、TFSI、PF6中的一种，c为0至5的整数。进一步地，所述的咪唑型离子液体结构式为式中p为0至5的整数。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：本专利技术的准固态电解质各组分中不含有机溶剂，有效地避免了有机溶剂渗漏问题，使得用该准固态电解质制备的染料敏化太阳能电池具备高稳定性；另一方面该准固态电解质中含有双咪唑型离子晶体以及能够形成空穴传输结构的CuAl2O4，提高了其电导率，从而提高了染料敏化太阳能电池的光电转化效率。具体实施方式实施例1将组分PMII，I2，甲基苯并咪唑，CuAl2O4按照质量比为50∶35∶5∶5∶5配制成电解质，组装成染料敏化太阳能电池。在25℃下，使用氙灯模拟太阳光，光强100mW/cm2条件下，测得电池(有效面积0.16cm2)光电参数见附录(表1)，其中PMII表示1-甲基-3-丙基咪唑碘化盐。实施例2将组分PMII，I2，甲基苯并咪唑，CuAl2O4，CuI按照质量比为40∶30∶10∶10∶5∶5配制成电解质，组装成染料敏化太阳能电池。在25℃下，使用氙灯模拟太阳光，光强100mW/cm2条件下，测得电池(有效面积0.16cm2)光电参数见附录(表1)。实施例3将组分PMII，I2，甲基苯并咪唑，CuAl2O4，CuI按照质量比为25∶55∶5∶5∶5∶5配制成电解质，组装成染料敏化太阳能电池。在25℃下，使用氙灯模拟太阳光，光强100mW/cm2条件下，测得电池(有效面积0.16cm2)光电参数见附录(表1)。实施例4将组分PMII，I2，甲基苯并咪唑，CuAl2O4，CuI按照质量比为25∶45∶10∶10∶5∶5的配制成电解质，组装成染料敏化太阳能电池。在25℃下，使用氙灯模拟太阳光，光强100mW/cm2条件下，测得电池(有效面积0.16cm2)光电参数见附录(表1)，其中DMI表示1，3-二甲基咪唑碘化盐。实施例5将组分PMII，I2，甲基苯并咪唑，CuAl2O4，CuI按照质量比为33∶45∶10∶10∶1∶1配制成电解质，组装成染料敏化太阳能电池。在25℃下，使用氙灯模拟太阳光，光强100mW/cm2条件下，测得电池(有效面积0.16cm2)光电参数见附录(表1)。实施例1至5提供一种染料敏化太阳能电池的电解质并将其用于制备染料敏化太阳能电池，包括以下步骤：用超声波将FTO导电玻璃清洗干净，将其浸入在70℃40mMTiCl4水溶液中保持30min，从而在FTO导电玻璃表面形成一层致密的TiO2膜，随后取出FTO导电玻璃用乙醇冲洗后自然晾干；用刮涂技术，分别将P25浆料、P400浆料涂于TiO2膜上再形成厚度分别为8μm和3μm的TiO2涂层，加热至500℃煅烧，待FTO导电玻璃自然冷却到80℃时，浸入染料Z907溶液中12h，取出作为光阳极；用H2PtCl6溶液在另一块FTO导电玻璃涂一薄层做为对电极；通过热塑膜将光阳极和对电极封在一起，向对电极上预留的小孔内滴加数滴甲醇稀释后的电解质溶液，利用真空填充技术将该溶液浸润到光阳极上，同时加热至60～80℃除去甲醇，封住小孔即可。对比例1本例提供一种染料敏化太阳能电池的电解质，其与实施例1中的基本相同，不同的是：不含有CuAl2O4。表1利用实施例1-5中电解质制备的染料敏化太阳能电池测试结果注：测试条件：室温环境，使用氙灯模拟太阳光，光强100mW/cm2条件下，测得电池(有效面积0.16cm2)。其中，表示当电池具有最大输出功率(Pmax)时，对应的电流和电压的乘积与短路电流和开路电压乘积的比值。光电转化效率计算采用如下公式：η={V×J本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于双咪唑型离子晶体的太阳能电池用准固态电解质，它包括以下组分：其中，所述的双咪唑型离子晶体的化学结构通式为：式中：X为Br、I、Cl、BF4、TFSI、PF6中的一种，a、b独立为2至6的整数，c为0至5的整数。其特征在于：它还包括以下质量分数的组分：CuAl2O4 1～5wt％。
【技术特征摘要】
1.一种基于双咪唑型离子晶体的太阳能电池用准固态电解质，它包括以下
组分：
其中，所述的双咪唑型离子晶体的化学结构通式为：
式中：X为Br、I、Cl、BF4、TFSI、
PF6中的一种，a、b独立为2至6的整数，c为0至5的整数。
其特征在于：它还包括以下质量分数的组分：
CuAl2O41～5wt％。
2.根据权利要求1所述的基于双咪唑型离子晶体的太阳能电池用准固态电
解质，其特征在于，它还...
【专利技术属性】
技术研发人员：李浩然，方倩，田丙伦，
申请(专利权)人：上海博暄能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。