[发明专利]一种染料敏化纳米晶太阳能电池聚合物电解质及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种染料敏化纳米晶太阳能电池聚合物电解质，其特征在于包括如下组分：聚氧乙烯和聚四氟乙烯偏六氟丙烯混合物、二氧化硅纳米粒子、摩尔比为1:10的I₂/KI氧化还原电对、四氟硼酸季铵盐及有机溶剂A，前述的有机溶剂A由碳酸丙烯酯和乙二醇二甲醚组成，并且碳酸丙烯酯与乙二醇二甲醚的体积比为1:8~8:1；

前述聚氧乙烯和聚四氟乙烯偏六氟丙烯重量比为1:4~4:1，并且，聚氧乙烯和聚四氟乙烯偏六氟丙烯总重量为有机溶剂A重量的2%~10%；

前述二氧化硅纳米粒子的重量为聚氧乙烯和聚四氟乙烯偏六氟丙烯总重量的10%~30%；

前述I₂/KI氧化还原电对中的K与聚氧乙烯中的O满足：K/O摩尔比为4:5；

前述四氟硼酸季铵盐与聚氧乙烯和聚四氟乙烯偏六氟丙烯总重量的重量比为1:10~1.3:1。

2.根据权利要求1所述的染料敏化纳米晶太阳能电池聚合物电解质，其特征在于所述的四氟硼酸季铵盐为四乙基四氟硼酸铵、四甲基四氟硼酸铵及四氟硼酸苄基三乙基铵中的至少一种。

3.一种染料敏化纳米晶太阳能电池聚合物电解质的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

①按重量比为1:4~4:1称取聚氧乙烯和聚四氟乙烯偏六氟丙烯溶于混合有机溶剂A中，聚氧乙烯和聚四氟乙烯偏六氟丙烯总重量为有机溶剂A重量的2%~10%，并在60~100℃下水浴加热使其溶解，二氧化硅纳米粒子用无水乙醇溶解并加入到混合物中，二氧化硅纳米粒子的重量为聚氧乙烯和聚四氟乙烯偏六氟丙烯总重量的10~30%，继续加热搅拌均匀，得到高分子纳米粒子混合液，前述的有机溶剂A由碳酸丙烯酯和乙二醇二甲醚组成，并且，碳酸丙烯酯与乙二醇二甲醚的体积比为1:8~8:1；

②向步骤①所得的高分子纳米粒子混合液中加入I₂/KI氧化还原电对，常温下搅拌4~8小时至混合均匀，得到聚合物电解质，其中，I₂/KI氧化还原电对摩尔比为：I₂:KI=1:10，I₂/KI氧化还原电对中的K与聚氧乙烯中的O满足：K/O摩尔比为4:5；

③在不断搅拌的同时，向步骤②得到的聚合物电解质中加入四氟硼酸季铵盐，四氟硼酸季铵盐与聚氧乙烯和聚四氟乙烯偏六氟丙烯总重量的重量比为1:10~1.3:1，持续搅拌至混合均匀，得四氟硼酸季铵盐改性聚合物电解质。

4.利用权利要求1或2所述的电解质制备染料敏化纳米晶太阳能电池的方法，其特征在于在染料敏化纳米晶薄膜表面滴加改性聚合物电解质，然后在60~100℃的烘箱内烘烤1~3小时，加上镀铂的导电玻璃对电极，持续烘烤至电极间牢固结合，即可组装成染料敏化纳米晶太阳能电池。