[发明专利]染料敏化太阳能电池用电解质组合物及使用其的太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种电解质组合物，特别是一种适用于染料敏化太阳能电池(Dye-Sensitized Solar Cell，DSC)的电解质组合物。本发明还涉及使用该电解质组合物的染料敏化太阳能电池。

背景技术

随着人类文明发展，全球面临严重的能源危机及环境污染等问题。其中，以能将太阳能直接转变成电能的太阳能电池，作为解决全世界能源危机及降低环境污染的重要方法之一。在太阳能电池中，因染料敏化太阳能电池的制造成本低、可制成大面积、具可挠性、具透光性而可用于建筑物上等优异特性，逐渐成为一种极具有前景的新型太阳能电池。

近年，等人发表一系列染料敏化太阳能电池相关文献(例如O’Regan，B.；M.Nature 1991，353，737)，显示染料敏化太阳能电池具有实用性。一般而言，染料敏化太阳能电池的结构包括阴/阳电极、纳米二氧化钛、染料及电解质，其中，电解质对电池效率有关键性的影响。在染料敏化太阳能电池中，理想的电解质必须具备不易挥发、不易泄漏、易封装、不易破坏染料及其他成份等特性。

液态电解质是目前所知光电转换效率较高的电解质，一般而言，其有易挥发、易泄漏及不易封装等缺点。为了解决上述问题，人们尝试了许多方法，例如离子液体(N.Papageorgiou et al.，J.Electrochem.Soc，1996，143，3099)；由聚合物及有机溶解盐所组成的胶体电解质(U.S.Pat.No.6245847)。

由于染料敏化太阳能电池中的电解质对电池效率有关键性的影响。因此，如何通过电解质提高染料敏化太阳能电池效率，已为太阳能电池业界亟欲解决的课题。

发明内容

鉴此，本发明提供一染料敏化太阳能电池用电解质组合物，包括：

(a)有机胺氢碘酸盐，重量百分比为2至25％；

(b)咪唑盐，重量百分比为2至25％；

(c)碘，重量百分比为0.5至5％；

(d)硫氰酸胍(Guanidine thiocyanate，GuNCS)，重量百分比为1至5％；

(e)苯并咪唑衍生物、吡啶衍生物或其混合物，重量百分比为2至15％；以及

(f)溶剂，重量百分比为50至92.5％。

优选的，组分(a)的重量百分比为5至20％；组分(b)的重量百分比为2至20％；组分(c)的重量百分比为0.5至3％；组分(d)的重量百分比为1至3％；组分(e)的重量百分比5至10％；且组分(f)的重量百分比60至86.5％。最优选的，组分(a)的重量百分比为15.1％；组分(b)的重量百分比为2.3％；组分(c)的重量百分比为1.3％；组分(d)的重量百分比为1.2％；组分(e)的重量百分比8.7％；且组分(f)的重量百分比71.4％。

一具体实施例中，(a)有机胺氢碘酸盐可为氢碘酸三乙胺(Triethylamine hydroiodide，THI)、氢碘酸三丙胺(Tripropylamine hydriodide)、氢碘酸三丁胺(Tributylamine hydriodide)、氢碘酸三戊胺(Tripentylamine hydriodide)、氢碘酸三己胺(Trihexylamine hydriodide)或其混合物，具体而言，混合物指本发明的电解质组合物中可包括两种以上前述有机胺氢碘酸盐。此外，优选的(a)有机胺氢碘酸盐为氢碘酸三乙胺、氢碘酸三丙胺、或氢碘酸三丁胺，或其混合物。最优选的有机胺氢碘酸盐为三乙胺氢碘酸盐。