本发明专利技术涉及染料敏化太阳能电池，特指一种染料敏化太阳能电池用凝胶电解质及其制备方法，其特征在于：凝胶电解质组分按照质量比为：功能化石墨烯∶离子型聚合物∶离子液体∶叔丁基吡啶∶碘单质∶双三氟甲磺酸酰亚胺锂=0.5-20∶10-50∶50-90∶0.5-5∶0.02-10∶0.02-10。经过离子液体修饰的氧化石墨烯能够很好的分散在电解质内部，提高电解质的性能，从而提高DSSC的光电转换效率。本发明专利技术制备的凝胶电解质不含有任何传统的有毒溶剂，价廉易得，容易封装，电池的稳定性好，电池效率高。电池组装程序少，成本低。在室温环境，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）光电转换效率最高为7.9%。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及染料敏化太阳能电池，特指，其特征在于：凝胶电解质组分按照质量比为：功能化石墨烯∶离子型聚合物∶离子液体∶叔丁基吡啶∶碘单质∶双三氟甲磺酸酰亚胺锂=0.5-20∶10-50∶50-90∶0.5-5∶0.02-10∶0.02-10。经过离子液体修饰的氧化石墨烯能够很好的分散在电解质内部，提高电解质的性能，从而提高DSSC的光电转换效率。本专利技术制备的凝胶电解质不含有任何传统的有毒溶剂，价廉易得，容易封装，电池的稳定性好，电池效率高。电池组装程序少，成本低。在室温环境，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）光电转换效率最高为7.9%。【专利说明】
本专利技术涉及染料敏化太阳能电池，特指。
技术介绍
染料敏化太阳能电池(DSSC)具有高效率、低成本等优点，是最有前景的一类太阳能电池；DSSC是由二氧化钛多孔膜、光敏化剂(染料)、电解质(含氧化还原电对)、钼对电极及导电基板组成的夹层结构，其中，电解质是DSSC的核心组成部分，主要起传输氧化还原对的作用，电解质的性能直接影响太阳能电池效率。DSSC用电解质主要包括以下几类:液态电解质、准固态电解质(凝胶电解质)、固态电解质；传统的液态电解质包一般含有无机或有机碘化物、碘、添加剂以及有机溶剂等，由于具有电导率高，离子扩散速度快，对多孔光阳极渗透性好等优点，液态电解质DSSC被广泛研究；然而，传统的有机溶剂液体电解质存在易挥发、封装难、稳定性差、毒性大及染料易解吸附等缺点，这些缺点限制了 DSSC的长期使用。中国专利技术专利CN 101205283A公开了一种凝胶型电解质及其制备方法，电解质由单质碘、聚甲基丙烯酸酯类离子液体、聚丙烯腈、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯以及SiO2组成；该电解质制备方法简单，离子电导率高，并且聚合物的引入使得电解质形成凝胶在一定程度上抑制了碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯等有机溶剂的渗漏，但是仍然不可避免碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯的挥发，造成电池性能的下降。离子液体(IL)具有低蒸气压、宽电化学窗口、高热稳定性以及高电导率等优点是一种良好的电解质材料，以离子液体代替传统的有机溶剂制备液态电解质DSSC，可以解决传统溶剂易挥发的难题，然而离子液体依然呈现液态，以离子液体为电解质的DSSC依然存在封装困难，长时间使用容易渗漏的难题。中国专利技术专利CN101635200A公开了一种染料敏化太阳能电池电解质及其制备方法:将聚合型离子液体、非聚合型离子液体、离子液体交联剂和引发剂混合均匀后通过原位聚合制备准固态聚合物凝胶电解质，该方法制备的凝胶电解质黏结能力强，易于封装，简化了电池组装程序。然而，电池的光电转换效率有待进一步提高。向基于离子液体的电解质中添加无机纳米材料有助于电解质内部形成连续传输离子的网络通道(Chem.Mater.2010, 22，1807 - 1813)，有助于提高电解质的电导率，石墨烯及其衍生物是一类新型的碳纳米材料，由于其独特的电学性能，在DSSC领域具有极大的应用前景，氧化石墨烯(GO)是石墨烯的衍生物，表面含有多种反应性基团，虽然在水中具有很好的分散性，但是在有机溶剂中分散性差以及热稳定性较低的缺陷限制了其在聚合物凝胶电解质等有机体系中的应用，对其进行合理的功能化修饰，有助于充分发挥其性能。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于离子液体修饰氧化石墨烯/离子液体复合型凝胶电解质及其制备方法，用于染料敏化太阳能电池。本专利技术针对上述问题所采用解决方案:染料敏化太阳能电池用凝胶电解质，其特征在于:组分按照质量比为:离子液体修饰氧化石墨烯:离子型聚合物:离子液体:叔丁基吡啶=0.5-20:10-50:50-90:0.5-5。进一步的染料敏化太阳能电池用凝胶电解质，其特征在于:组分按照质量比为:离子液体修饰氧化石墨烯:离子型聚合物:离子液体:叔丁基吡啶:碘单质=0.5-20:10-50:50-90:0.5-5:0.02-10。进一步的染料敏化太阳能电池用凝胶电解质，其特征在于:组分按照质量比为:离子液体修饰氧化石墨烯:离子型聚合物:离子液体:叔丁基吡啶:双三氟甲磺酸酰亚胺锂:0.5-20:10-50:50-90 ；0.5-5:0.02-10。进一步的染料敏化太阳能电池用凝胶电解质，其特征在于:组分按照质量比为:离子液体修饰氧化石墨烯:离子型聚合物:离子液体:叔丁基吡啶:碘单质:双三氟甲磺酸酰亚胺锂:0.5-20:10-50:50-90:0.5-5:0.02-10:0.02-10。所述的的离子液体修饰功能氧化石墨烯(制备方法参照Chem.Commun., 2009,3880 - 3882)的结构为:【权利要求】1.一种染料敏化太阳能电池用凝胶电解质，其特征在于:组分按照质量比为:离子液体修饰氧化石墨烯:离子型聚合物:离子液体:叔丁基吡啶=0.5-20:10-50:50-90:0.5-5。2.如权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池用凝胶电解质，其特征在于:组分按照质量比为:离子液体修饰氧化石墨烯:离子型聚合物:离子液体:叔丁基吡啶:碘单质=0.5-20:10-50:50-90:0.5-5:0.02-10。3.如权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池用凝胶电解质，其特征在于:组分按照质量比为:离子液体修饰氧化石墨烯:离子型聚合物:离子液体:叔丁基吡啶:双三氟甲磺酸酰亚胺锂:0.5-20:10-50:50-90 ；0.5-5:0.02-10。4.如权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池用凝胶电解质，其特征在于:组分按照质量比为:离子液体修饰氧化石墨烯:离子型聚合物:离子液体:叔丁基吡啶:碘单质:双三氟甲磺酸酰亚胺锂:0.5-20:10-50:50-90:0.5-5:0.02-10:0.02-10。5.如权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池用凝胶电解质，其特征在于:所述的的离子液体修饰功能氧化石墨烯的结构为: 6.如权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池用凝胶电解质，其特征在于:所述的 7.如权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池用凝胶电解质，其特征在于:所述的离子液体为中的一种或二种以上按任意质量比的混合物，其中s=0-5，Z为 8.如权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池用凝胶电解质的制备方法，其特征在于:将离子液体修饰功能氧化石墨烯与离子型聚合物、离子液体、叔丁基吡啶按照所述比例混合，或将离子液体修饰功能氧化石墨烯与离子型聚合物、离子液体、叔丁基吡啶和碘单质按照所述比例混合，或将离子液体修饰功能氧化石墨烯与离子型聚合物、离子液体、叔丁基吡啶和双三氟甲磺酸酰亚胺锂按照所述比例混合，或将离子液体修饰功能氧化石墨烯与离子型聚合物、离子液体、叔丁基吡啶、碘单质和双三氟甲磺酸酰亚胺锂按照所述比例混合，在6(T120°C温度下，密闭搅拌溶解2~12个小时，形成均匀凝胶电解质，趁热滴到或注射到光阳极染料二氧化钛膜与Pt电极之间，通过加热、抽真空处理使得凝胶电解质完全渗 透到二氧化钛膜多孔膜中，再进行封装制得准固态全离子液体凝胶太阳能电池。【文档编号】H01G9/028GK103489645SQ201310389038【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月2日 优本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种染料敏化太阳能电池用凝胶电解质，其特征在于：组分按照质量比为：离子液体修饰氧化石墨烯：离子型聚合物：离子液体：叔丁基吡啶=?0.5?20：10?50：50?90：0.5?5。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：丁建宁，尚慧，袁宁一，林本才，储富强，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：
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