染料敏化太阳能电池的电解质.ppt

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1、 染料敏化太阳能电池染料敏化太阳能电池（Dye-Sensitized Solar Dye-Sensitized Solar CellCell，简称，简称DSSCDSSC）是一种新）是一种新型太阳能电池。它的主要组型太阳能电池。它的主要组成部分包括纳米多孔半导体成部分包括纳米多孔半导体薄膜、染料敏化机、氧化还薄膜、染料敏化机、氧化还原电解质、对电极和导电基原电解质、对电极和导电基底。详见下图底。详见下图电解质的作用：在DSSC中，电解质主要起到充当电荷交换媒介的作用，即将电子传输给出于氧化态的染料分子，并将空穴传输到对电极，它能使得电池中的各个组分分别回到其初始状态,以完成闭合回路。电解质的分类

2、：根据电解质的状态不同,用于染料敏化太阳电池的电解质主要分为液态电解质、固态电解质和准固态电解质三大类。液态电解质 液态电解质由于其具有扩散速率快、光电转换效率高、组成成分易于设计和调节、对纳米多孔膜的渗透性好等优点,一直被广泛应用和研究。它主要由三个部分组成:有机溶剂、氧化还原电对和添加剂。用作液体电解质中的有机溶剂常见的有:腈类(如乙腈、甲氧基丙腈等)、酯类(碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和-丁内酯等)。这些有机溶剂具有较宽的电化学窗口,不易导致染料的脱附和降解,其凝固点低,适用的温度范围宽。此外,它们还具有较高的介电常数和较低的粘度,能满足无机盐在其中溶解和离解的要求,且溶液具有较高的电导率。另

3、外，近年来还出现了一类采用离子液体作为溶剂的新型液态电解质离子液体电解质。固态电解质 目前研究得较多的固态电解质是有机空穴传输材料和无机p 型半导体材料。有机空穴传输材料作为DSSC的全固态电解质,虽然研究十分活跃,但由于纳米多孔膜存在着孔径大小、分布和形貌等许多复杂因素,如何改善有机空穴传输材料和纳米多孔膜的接触,提高空穴传输的速率,降低有机空穴传输材料自身的电阻,提高固态电解质太阳电池的光电转换效率等许多问题尚需进一步深入研究。用作DSC固体电解质的p型半导体材料主要是Cu I和CuSCN等。无机p型半导体材料作为DSSC中的固态电解质,如何解决其稳定性,提高空穴传输的速率,是提高这类固态电解质太阳电池光电转换效率所必须解决的问题。准固态电解质 准固态电解质主要是在有机溶剂或离子液体基液态电解质中加入胶凝剂形成凝胶体系,从而增强体系的稳定性。准固态电解质按照被胶凝的液体电解质的不同,可以分为基于有机溶剂的准固态电解质和基于离子液体的准固态电解质。用于胶凝液体电解质的胶凝剂分为有机小分子胶凝剂、聚合物胶凝剂和纳米粒子胶凝剂.在有机溶剂电解质中加入有机小分子胶凝剂、聚合物胶凝剂或无机纳米离子,能使其固化得到准固态的凝胶电解质,有效地防止电解质的泄漏,减缓有机溶剂的挥发。但随着时间的延长,这类电池依然会存在着有机溶剂的挥发损失问题。