本发明专利技术公开了一种高稳定性染料敏化太阳能电池液态电解质及其制备方法。以环丁砜与3-甲氧基丙腈按体积比为1∶6～6∶0复合作为溶剂，加入浓度为0.3～0.8mol/L的LiI，浓度为0.03～0.07mol/L的I2，浓度为0.3～0.8mol/L的4-叔丁基吡啶，经磁力搅拌器搅拌2h，再放入超声震荡器中处理2h，然后放置3h后得到电解质溶液。本发明专利技术制造的高稳定性染料敏化太阳能电池液态电解质，对有机溶剂、添加剂具有较高的束缚力，有助于防止电解质的挥发、泄漏等问题。其制备工艺简单，稳定性高，具有潜在的工业化实用性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于太阳能电池
，涉及染料敏化太阳能电池液态电解质及其制备方法。
技术介绍
染料敏化太阳能电池作为20世纪兴起的一种新型电化学电池，具有广阔的发展前景，其主要有三部分组成即工作电极、对电极以及电解质。电解质为染料敏化太阳能电池中重要的组成部分之一，主要有液态电解质、准固态电解质及固态电解质。目前，液态电解质通常采用I-/I3-氧化还原电对、添加剂、有机溶剂等组成，但此种液体电解质存在溶剂的挥发、泄露、封装困难、电池稳定性差等一些列问题，解决此类问题成为液态电解质研究的重大难题。研究并开发新型有机溶剂，制备高稳定性电解质是解决此类问题的有效途径。环丁砜是一种高极性溶剂，具有优良的化学与热稳定性、较高的介电常数、在常温下不挥发、能够溶解氧化还原电对、添加剂等有机溶剂，以环丁砜作为有机溶剂，通过与其他有机溶剂复合配制，能较好地解决电解质溶剂的挥发、泄露、封装等问题。确保电解质中各个组分的有效工作浓度，达到提高电池稳定性的目的。
技术实现思路
针对染料敏化太阳能电池液态电解质存在的缺陷，本专利技术的目的在于解决电解质溶剂的挥发、泄漏以及稳定性差等问题，提供一种高稳定性染料敏化太阳能电池液态电解质，在基于常规液态电解质原料的基础上，引入环丁砜作为有机溶剂制备液态电解质。本专利技术是通过以下技术方案予以实现一种高稳定性染料敏化太阳能电池液态电解质，其特征在于由Lil、I2,4-叔丁基吡啶、3-甲氧基丙腈和环丁砜组成；其中环丁砜与3-甲氧基丙腈的体积比为1 6 6 0 ；LiI 的浓度为 0. 3 0. 8mol/L ；I2 的浓度为 0. 03 0. 07mol/L ；4-叔丁基吡啶的浓度为0. 3 0. 8mol/L ；一种如上所述液态电解质的制备方法，其特征在于步骤如下a、将环丁砜与3-甲氧基丙腈在30°C条件下按比例混合，经磁力搅拌器搅拌2h，再放入超声震荡器中处理池，然后放置陈化池后得复合有机溶剂；b、向上述复合溶剂中加入0. 3 0. 8mol/L的Lil、0. 03 0. 07mol/L的I2和 0. 3 0. 8mol/L的4-叔丁基吡啶；C、经磁力搅拌器搅拌2h，再放入超声震荡器中处理2h，然后放置陈化池后得到高稳定性染料敏化太阳能电池液态电解质。本专利技术的有益效果在于LiI，I2单质为Γ/Ι3_氧化还原电对供体，以4-叔丁基吡啶为添加剂，有机溶剂为环丁砜与3-甲氧基丙腈复合溶剂，通过控制环丁砜与添加剂、氧化还原电对的配比来确保电解质中各组分的有效工作浓度。环丁砜属于高沸点有机溶剂，在常温常压下不挥发，确保了电解质有机溶剂的稳定性；在电解质中环丁砜与 4-叔丁基吡啶、3-甲氧基丙腈形成氢键以及范德华力的作用，增大对4-叔丁基吡啶、3-甲氧基丙腈分子的束缚力，有利于减少其挥发。从而确保了氧化还原电对以及添加剂的有效浓度，能较好地改善电池的稳定性能。本专利技术制造的高稳定性染料敏化太阳能电池液态电解质，对有机溶剂、添加剂具有较高的束缚力，有助于防止电解质的挥发、泄漏等问题。其制备工艺简单，稳定性高，具有潜在的工业化实用性。附图说明本专利技术共有附图3张，其中图1为实施例1电池试样的光电性能曲线；图2为实施例2电池试样的光电性能曲线；图3为实施例3电池试样的光电性能曲线。具体实施例方式实施例1在30°C条件下，量取体积比为2 3的环丁砜与3-甲氧基丙腈溶剂制成复合溶剂，加入0. 5mol/L的LiI,0. 05mol/L的I2和0. 5mol/L的4-叔丁基吡啶，经磁力搅拌器搅拌2h，再放入超声震荡器中处理池，然后放置陈化池后得到电解质溶液。将表面镀有Pt的对电极叠放在工作电极(将定量的TW2粉体、冰醋酸、曲拉通X-100等制成TW2浆料，于表面镀有致密薄膜的FTO导电玻璃上印刷TW2涂层光阳极-有效面积为0. 25cm2,经热处理、 染料敏化后得到工作电极)上，错开两电极，留出约5mm宽的导电部分作为电池测试用。用夹子将两电极固定，利用虹吸原理在两电极缝隙之间注入上述电解质，得到简易组装电池。 采用&)larSimulator SS50 (AMI. 5,100mff/cm2) ,Keithley 2400 测试电池光电性能。图 1为电池试样的光电性能曲线，表1为该电池的光电性能参数，表2为组装电池的光电转换效率随时间变化参数。表 权利要求1.一种高稳定性染料敏化太阳能电池液态电解质，其特征在于由Lil、I2、4-叔丁基吡啶、3-甲氧基丙腈和环丁砜组成；其中环丁砜与3-甲氧基丙腈的体积比为1 6 6 0; LiI的浓度为0. 3 0. 8mol/L ； I2 的浓度为 0. 03 0. 07mol/L ； 4-叔丁基吡啶的浓度为0. 3 0. 8mol/L。2.一种如权利要求1所述液态电解质的制备方法，其特征在于步骤如下a、将环丁砜与3-甲氧基丙腈在30°C条件下按比例混合，经磁力搅拌器搅拌池，再放入超声震荡器中处理池，然后放置陈化池后得到复合有机溶剂；b、向步骤a制得的复合溶剂中按比例加入Lil、I2和4-叔丁基吡啶；C、经磁力搅拌器搅拌池，再放入超声震荡器中处理池，然后放置陈化池后得到高稳定性染料敏化太阳能电池液态电解质。全文摘要本专利技术公开了一种。以环丁砜与3-甲氧基丙腈按体积比为1∶6～6∶0复合作为溶剂，加入浓度为0.3～0.8mol/L的LiI，浓度为0.03～0.07mol/L的I2，浓度为0.3～0.8mol/L的4-叔丁基吡啶，经磁力搅拌器搅拌2h，再放入超声震荡器中处理2h，然后放置3h后得到电解质溶液。本专利技术制造的高稳定性染料敏化太阳能电池液态电解质，对有机溶剂、添加剂具有较高的束缚力，有助于防止电解质的挥发、泄漏等问题。其制备工艺简单，稳定性高，具有潜在的工业化实用性。文档编号H01M14/00GK102568835SQ20111044876公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日专利技术者刘显卿, 杨冬雪, 殷克剑, 秦颖, 胡志强, 黄德峰 申请人:大连工业大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：胡志强，黄德峰，刘显卿，杨冬雪，殷克剑，秦颖，
申请(专利权)人：大连工业大学，
类型：发明
国别省市：
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