一种电解质溶液及其在染料敏化太阳能电池中的应用制造技术

技术编号:4130131 阅读:220 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供一种电解质溶液及其在染料敏化太阳能电池中的应用,该电解质溶液包含的氧化还原电对的通式为:nA+([A-A]↑[2+]B↓[2])+mM+x(C↑[+]D↑[-])+yIS+zG;其中,A、[A-A]↑[2+]B↓[2]分别表示氧化还原电对中的还原型和氧化型物种;M表示有机溶剂,C↑[+]D↑[-]表示离子液体,IS表示无机盐,G表示电解质中的添加剂;n为氧化还原电对中A与[A-A]↑[2+]B↓[2]的摩尔比,m、x、y和z分别表示有机溶剂、离子液体、无机盐和添加剂与[A-A]↑[2+]B↓[2]的摩尔比。本发明专利技术还提供了上述含氧化还原电对的电解质溶液在制备染料敏化太阳能电池的应用。本发明专利技术还提供了包括上述含氧化还原电对的电解质溶液的染料敏化太阳能电池。本发明专利技术的氧化还原电对性能优良、无腐蚀性,且在碳电极上还表现出很好的电子转移特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及染料敏化太阳能电池制造领域。具体地,本专利技术涉及含有氧化还原电对(1, 1, 3, 3-四曱基硫脲及其二硫化物)的电 解质溶液,及其在染料敏化太阳能电池中的应用。
技术介绍
自1991年瑞士联邦工学院Gratzel教授提出染料敏化太阳能电池 (DSCs)后,此类电池在国际上受到了广泛关注。DSCs电池具有原 材料价格便宜、制作工艺简单和电池效率相对较高的优势,是一类有 发展前景的低成本、环境污染小、性能优异的新型太阳能电池 (O,Regan, B.; Gr針zel, M. 7Va似re 1991, 353, 737—740 )。 DSCs电池由 纳晶Ti02光阳极、电解质和对电极三部分构成,其中电解质的主要 作用是将空穴传输给对电极和还原氧化态染料分子。目前,高效率的 DSCs电池都是基于含有1371—氧化还原电对的液体电解质实现的,这 主要是由于13—/r电对在电池中具有较理想的动力学优势,即在对电极上,13-—r的还原反应速度足够快,而13-离子与Ti02多孔膜导带中电子的复合反应(暗反应)的反应速度非常慢。但事实上,137厂电对并 不是最理想的电荷传输介质,它本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于染料敏化太阳能电池的电解质溶液,该电解质溶液含有氧化还原电对,该氧化还原电对组成的通式为: nA+([A-A]↑[2+]B↓[2]) 其中,A为氧化还原电对中的还原型组份,其结构如下: *** [A-A]↑[ 2+]B↓[2]为氧化还原电对中的氧化型组份,其结构如下: *** 平衡离子B选自卤素离子、高氯酸根离子、四氟化硼离子、六氟化磷离子、氟化锑离子、硝酸根离子、双(氟磺酰)亚胺离子、双(三氟甲基磺酰)亚胺离子、(氟磺酰)(三氟甲基 磺酰)亚胺离子和六氟化铌离子,所述卤素离子优选为氯离子和/或溴离子; n为A与[A-...

【技术特征摘要】
CN 2009-2-3 200910077908.11.一种用于染料敏化太阳能电池的电解质溶液,该电解质溶液含有氧化还原电对,该氧化还原电对组成的通式为nA+([A-A]2+B2)其中,A为氧化还原电对中的还原型组份,其结构如下[A-A]2+B2为氧化还原电对中的氧化型组份,其结构如下平衡离子B选自卤素离子、高氯酸根离子、四氟化硼离子、六氟化磷离子、氟化锑离子、硝酸根离子、双(氟磺酰)亚胺离子、双(三氟甲基磺酰)亚胺离子、(氟磺酰)(三氟甲基磺酰)亚胺离子和六氟化铌离子,所述卤素离子优选为氯离子和/或溴离子;n为A与[A-A]2+B2的摩尔比,0.01≤n≤500。1. 一种用于染料敏化太阳能电池的电解质溶液,该电解质溶液含有氧化还原电对,该氧化还原电对组成的通式为nA+([A-A]2+B2) 其中,A为氧化还原电对中的还原型组份,CH3——N /H3C-NCH3[A-A]2+B2为氧化还原电对中的氧化型组份,CH3——NA_Aj B2= B十,一s—SH3C——N\其结构如下:N——CH3平衡离子B选自囟素离子、高氯酸根离子、四氟化硼离子、六氟化磷 离子、氟化锑离子、硝酸根离子、双(氟磺酰)亚胺离子、双(三氟曱基 磺酰)亚胺离子、(氟磺酰)(三氟曱基磺酰)亚胺离子和六氟化铌离子, 所述卣素离子优选为氯离子和/或溴离子;n为A与[A-A]2+B2的摩尔比,0.01《n《500 。2.根据权利要求1所述的电解质溶液,其特征在于,所述电解质溶 液还含有有机溶剂M,该有机溶剂M选自腈类,例如乙腈、丙腈、3-曱 氧基丙腈、3-羟基丙腈;醇类,例如曱醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、 辛醇、乙二醇、丙三醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇;酯类,例如碳酸二曱酯、 碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、曱酸曱酯、曱酸乙酯、曱酸丁酯、乙酸乙酯、 苯曱酸曱酯、苯曱酸乙酯、邻苯二曱酸二曱酯、邻苯二曱酸二乙酯;四氢 呋喃及其混合物,m为所述有机溶剂M与[A-A产B2的摩尔比,且10《m 《2000。3.根据权利要求1或2所述的电解质溶液,其特征在于,所述电解 质溶液还含有离子液体C+D-,其中C+选自咪唑类阳离子、吡唑类阳离子、 吡啶类阳离子、哌啶类阳离子、吡咯类阳离子、吲哚类阳离子、口卡唑类阳 离子、季铵盐类阳离...

【专利技术属性】
技术研发人员:孟庆波李冬梅李泓罗艳红
申请(专利权)人:中国科学院物理研究所
类型:发明
国别省市:11[中国|北京]

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