基于羥基硅油改性的聚氨酯凝膠電解質的研究.pdf

1、染料敏化太陽能電池(DSSC)作為一種新型太陽能電池，因其效率高、成本低、制作工藝簡單等優(yōu)點而受到眾多科研工作者的關注。它由光陽極、敏化染料、電解質以及對電極組成。其中電解質在電池工作過程中起著再生染料以及傳輸電子的作用，是DSSC的重要的組成部分。特別是凝膠型電解質，兼具穩(wěn)定性和導電效率較高的優(yōu)點，成為近年來的研究熱點。本論文研究了一類可原位聚合的聚氨酯凝膠電解質體系，通過以硅油對聚氨酯基體進行改性并在在電解液中添加不同含氮雜環(huán)化合物

2、，使得電解質導電性能提升、凝膠化時間可控的同時，所組裝電池的光電轉換效率得到相應的提高。
　　探索了硅油改性聚氨酯電解質制備過程中PEG分子量、硅油結構以及含量、溶劑、碘鹽、NaH2濃度、電解液添加量等因素對電解質電導率所產生的影響，結果發(fā)現使用PEG10000與羥基硅油DMS-CA21在羥基摩爾比為1∶1，溶劑選用1，4-丁內酯，NaI/I2濃度為0.5/0.05mol.L-1，添加12倍的電解液時，所制備的電解質的電導率最高，

3、達到7.13mS.cm-1。通過FTIR對電解質組成進行表征，并采用SEM、DSC對電解質進行結構分析以及熱穩(wěn)定性能測試。將該電解質體系原位組裝準固態(tài)染料敏化太陽能電池，在100mW/cm2的光照強度下，電池的光電轉化效率最高為4.85％。通過SEM與EIS分析可知，聚氨酯分子鏈柔性提高后，有利于增加對Ti02電極的浸潤性、降低接觸界面的阻抗。
　　在電解液中加入不同濃度及結構的吡啶或咪唑類化合物作為添加劑，制備了一系列不同含N雜

4、環(huán)化合物凝膠電解質。研究發(fā)現，在TDI與PEG10000、羥基硅油DBE-C25、含0.5/0.05mol.L-1NaI/12、1，4-丁內酯的電解質前驅體溶液中添加吡啶或4-叔丁基吡啶濃度為0.3mol/L時，電解質的凝膠化時間可控制在110min或90min左右。與未添加該類化合物的電解質體系相比，凝膠化時間縮短，電導率沒有變化。將該凝膠電解質體系組裝準固態(tài)DSSC，其光電轉化效率在100mW/cm2的光照強度下最高可達到6.53％