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高相转变温度的离子凝胶电解质基准固态染料敏化太阳电池
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O646[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]中国科学院等离子体物理研究所,中国科学院新型薄膜太阳电池重点实验室,合肥230031, [2]华北电力大学,北京市新型薄膜太阳电池重点实验室,北京102206
  • 相关基金:国家重点基础研究发展规划项目(973)(2011CBA00700),国家高技术研究发展计划项目(863)(2011AA050510)及国家自然科学基金项目(21103197,21173227,21273242)资助
中文摘要:

染料敏化太阳电池(DSC)以其低价、高效等优势,成为学术界和工业界的研究热点.传统液态电解质由于易挥发、易泄漏等问题,导致基于液态电解质的电池难以保持长期稳定,影响光伏技术的应用.本文合成了N,N'-1,5-戊二基双月桂酰胺,将其作为有机小分子胶凝剂(LMOG)胶凝离子液体电解质(ILE)制备了离子凝胶电解质(IGE)并组装成准固态电池(QS-DSCs).差示扫描量热测试显示该凝胶电解质的相转变温度(Tgel)为104.7°C,具有良好的本征热稳定性.利用循环伏安法、电化学阻抗谱、调制光电压/光电流谱分别研究了液态电池和准固态电池内部电子传输和复合动力学过程.结果表明,凝胶电解质的三维网络结构加速了Ti O2光阳极/电解质界面电子与电解质中I3-的复合过程,使电子寿命降低,导致准固态电池的光电转换效率略低于液态电池.在AM 1.5(100 m W·cm^-2)及50°C条件下的加速老化测试结果显示,持续老化1000 h后其光电转换效率(η)无衰减,而液态电池的光电转换效率衰减为初始值的86%,表明准固态电池具有良好的光热稳定性.

英文摘要:

Dye-sensitized solar cells (DSCs) have aroused much interest because of their low cost and comparatively high power conversion efficiency. Stability is paramount for any photovoltaic technology. Traditional liquid electrolytes tend to leak and evaporate, which limits the long-term performance of the DSC. N,N'-1,5-Pentanediylbis-dodecanamide was synthesized and used as a low molecular mass organogelator (LMOG), to gelate an ionic liquid electrolyte (ILE) and fabricate a quasi-solid-state DSC (QS-DSC). Differential scanning calorimetry indicated that the gel-to-solution transition temperature of the ionic gel electrolyte (IGE) was 104.7 ℃, which indicated good intrinsic stability. Electron transport and recombination were investigated by cyclic voltammetric (CV) and electrochemical impedance measurements, and intensity-modulated photocurrent and photovoltage spectroscopy (IMPS and IMVS) measurements. Electron recombination at the TiO2 photoanode/ electrolyte interface was accelerated by the cross-linked gel network. The shorter electron recombination lifetime decreased the photoelectric conversion efficiency of the QS-DSC, compared with the ILE-based DSC. The photoelectric conversion efficiency of the QS-DSC exhibited no change during accelerated aging test for 1000 h, while that of the ILE-based DSC decreased to 86% of its initial value.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781