[发明专利]一种染料敏化太阳能电池用准固态电解质及其制备方法

说明书

本发明公开了一种染料敏化太阳能电池用准固态电解质，包括如下重量份的各组分：环硼氧炔类有机离子20‑30份；2‑(二甲基氨基)乙腈碘甲烷15‑20份；喹啉碘乙烷15‑20份；碘单质5‑10份；添加剂5‑10份；6‑脱氧‑6‑碘‑1,2:3,4‑二‑o‑异亚丙基‑α‑d‑半乳糖吡喃糖苷离子化改性富勒烯10‑15份。本发明还公开了染料敏化太阳能电池用准固态电解质的制备方法及采用所述电解质的染料敏化太阳能电池。本发明公开的染料敏化太阳能电池用准固态电解质具有导电率更高，稳定性更好，更易封装，更有利于制备高光电转化效率和循环使用寿命的染料敏化太阳能电池的优点。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，涉及一种染料敏化太阳能电池元件，尤其涉及一种染料敏化太阳能电池用准固态电解质及其制备方法。

背景技术

随着经济的飞速发展及全球工业化进程的推进，环境问题和能源问题日益严峻，寻求新能源来代替传统能源是解决这些问题的有效途径。新能源的开发与利用离不开新能源器件的使用，太阳能电池就是这类新能源器件的典型代表，其可以直接利用太阳能，将太阳能这种清洁可再生能源转化为电能。太阳能电池按照工作原理不同，包括不同的种类，其中，染料敏化太阳能电池因具有高效率、低成本池低成本、原材料丰富、工艺技术相对简单、原材料和生产工艺无毒、无污染、部分材料可以得到充分的回收等优势等优点，被认为是是最有前景的一类太阳能电池。

电解质是染料敏化太阳能电池最关键的部件之一，其在染料敏化太阳能电池中主要承担传输氧化还原对、将光激发染料还原的作用，其性能直接影响太阳能电池效率和循环使用寿命。现有技术中常见的染料敏化太阳能电池用电解质主要有液态、准固态和固态等多种形式。其中液态电解质一般含有无机或有机碘化物、碘、添加剂以及有机溶剂等，具有电导率高，离子扩散速度快，对多孔光阳极渗透性好等优点，但其存在易泄漏、易挥发、难封装、高毒性、稳定性差及染料易解吸附等缺点；固态电解质具有良好的长期稳定性，但其电导率较低，导致用固态电解质制备的染料敏化太阳能电池光电转化效率较低。

准固态电解质是一种介于全固态和液体电解质之间的凝胶态电解质，它能最大限度地保持液体电解质的高迁移率，同时具有固态电解质的长期稳定性能，从而被广泛用于制备稳定高效的准固态染料敏化太阳能电池，但现有技术中的染料敏化太阳能电池用电解质仍然存在易泄漏、难封装的问题。

中国发明专利CN 101205283A公开了一种凝胶型电解质及其制备方法，电解质由单质碘、聚甲基丙烯酸酯类离子液体、聚丙烯腈、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯以及SiO2组成；该电解质制备方法简单，离子电导率高，并且聚合物的引入使得电解质形成凝胶在一定程度上抑制了碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯等有机溶剂的渗漏，但是仍然不可避免碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯的挥发，造成电池性能。

因此，开发一种导电率更高，稳定性更好，更易封装，更有利于制备高光电转化效率和循环使用寿命的染料敏化太阳能电池的染料敏化太阳能电池用准固态电解质具有非常重要的意义。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本发明提供一种染料敏化太阳能电池用准固态电解质，该准固态电解质具有较大的离子电导率，可有效降低离子液体的流动性，提高电解质的长期稳定性，而且制备的准固态电解质组分分布均匀，更易封装，更有利于制备高光电转化效率和循环使用寿命的染料敏化太阳能电池；同时本发明还公开了所述染料敏化太阳能电池用准固态电解质的制备方法。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是，

一种染料敏化太阳能电池用准固态电解质，包括如下重量份的各组分：环硼氧炔类有机离子20-30份；2-(二甲基氨基)乙腈碘甲烷15-20份；喹啉碘乙烷15-20份；碘单质5-10份；添加剂5-10份；6-脱氧-6-碘-1,2:3,4-二-o-异亚丙基-α-d-半乳糖吡喃糖苷离子化改性富勒烯10-15份。

优选地，所述添加剂选自甲基苯并咪唑、丁基苯并咪唑、叔丁基吡啶中的一种或几种。