[发明专利]一种凝胶化时间可控的准固态电解质及应用

权利要求书

1.一种凝胶化时间可控的准固态电解质，其特征在于，包括：聚氨酯预聚物和掺入添加剂的液体电解质；聚氨酯预聚物与掺入添加剂的液体电解质的重量比为1:2～14；

其中，所述的聚氨酯预聚物由异氰酸酯与第一组分经加成聚合反应制备而成；所述的第一组分为一种或多种分子量在1000～20000之间的含端羟基的聚合物；异氰酸酯中异氰酸根与第一组分中羟基的摩尔比为2～8:1；

所述掺入添加剂的液体电解质中，I^-的摩尔浓度为0.1～0.4与0.7～1摩尔/升，I₃^-的摩尔浓度为0.01～0.04与0.07～0.1摩尔/升，所述添加剂的摩尔浓度为0.1～1.5摩尔/升；所述添加剂为胺类化合物或吡啶类化合物中的一种或多种；通过对所述掺入添加剂的液体电解质中添加剂的摩尔浓度进行调整，控制该准固态电解质的凝胶化时间在90～350分钟之间变化，并且在0.1～1.5摩尔/升的范围内添加剂的摩尔浓度越高，该准固态电解质凝胶化时间越短。

2.根据权利要求1所述的凝胶化时间可控的准固态电解质，其特征在于，所述掺入添加剂的液体电解质由碘盐、碘、有机溶剂和添加剂混合而成；

其中，所述的有机溶剂为1，4-丁内酯、乙烯碳酸酯、丙烯碳酸酯、乙腈、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯中的一种或多种。

3.一种染料敏化太阳能电池，其特征在于，以吸附了光敏化剂的二氧化钛纳米晶膜为工作电极，以铂电极为对电极，在工作电极的表面组装上述权利要求1至2中任一项所述的凝胶化时间可控的准固态电解质，从而制得以工作电极和对电极为外层、以准固态电解质为夹心层的夹心结构染料敏化太阳能电池。

4.根据权利要求3所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，在工作电极的表面组装上述权利要求1至2中任一项所述的凝胶化时间可控的准固态电解质包括以下步骤：

步骤A、在第一组分中先加入掺入添加剂的液体电解质混合均匀，再加入异氰酸酯混合均匀，从而制得呈流动状态的准固态电解质前驱液；

其中，所述的第一组分为一种或多种分子量在1000～20000之间的含端羟基的聚合物；所述掺入添加剂的液体电解质中，I^-的摩尔浓度为0.1～1摩尔/升，I₃^-的摩尔浓度为0.01～0.1摩尔/升，所述添加剂的摩尔浓度为0.1～1.5摩尔/升；所述添加剂为胺类化合物或吡啶类化合物中的一种或多种；异氰酸酯中异氰酸根与第一组分中羟基的摩尔比为2～8:1；

步骤B、将步骤A制得的准固态电解质前驱液滴加到所述工作电极的表面，并在室温下进行90～350分钟的凝胶化反应，从而在工作电极的表面组装出上述权利要求1至2中任一项所述的凝胶化时间可控的准固态电解质；该准固态电解质中，聚氨酯预聚物与掺入添加剂的液体电解质的重量比为1:2～14。

5.根据权利要求4所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述的第一组分在执行步骤A前先进行如下处理：在温度为110～120℃及真空压力为0.13KPa的条件下，对第一组分进行2小时的脱水处理，然后降温到40～50℃。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述的吸附了光敏化剂的二氧化钛纳米晶膜是将二氧化钛纳米晶膜放置于联吡啶钌类染料的无水乙醇溶液中浸泡12～24小时并干燥后形成的。