《染料敏化太陽電池中準固態陷光電解質的研究》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由潘旭擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：染料敏化太陽電池中準固態陷光電解質的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：潘旭
- 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
染料敏化太陽電池(DSC)由於其高效、廉價等原因而受到研究人員及工業界的關注。在DSC中，電解質是其中的一個重要組成部分並直接影響電池的性能及穩定性。然而電解質中I3-會吸收一定的穿透電解質層的可見光從而造成能量損失；同時，由於染料吸附的不均勻性等問題，一部分入射光還會直接穿透電池，造成光捕獲率的降低。如果我們能夠採用某種具有光電回響功能的材料重組電解質層，達到抑制能量損失的目的，將無疑使DSC的效率取得突破。基於這個思想，我們將在本項目中嘗試開發新型電解質體系，我們將採用陷光材料反射透射過電解質層的入射光，增加入射光光程，提高光捕獲率。我們將通過研究材料結構及晶體形貌，研究材料特性對電池性能的影響，達到提高電池效率的目的。
結題摘要
通過四年的研究，本課題研究緊密圍繞高效陷光型染料敏化電池的結構及器件，展開以下四方面的工作：1陷光型染料敏化太陽電池關鍵新型材料及器件研究2. 陷光型染料敏化太陽電池機理和界面動力學的研究3.新型陷光材料的結構及計算4. 高效電池和器件結構的設計、最佳化。通過研究發現由於離子液晶大多處於近晶相，其液晶性中的流動性主要通過層與層之間的滑動來實現的。一旦離子液體中形成近晶相，那么其粘度就會變得非常大。因此在近晶相的離子液晶電解質中很難提高I-/I3-的傳輸。另一方面，在DSC的這種組裝結構中，離子液晶很難按照所需的方向進行定向排列。這樣一來，進一步限制I-和I3-的遷移，更不利於其在DSC中的套用。因此，近晶相的離子液晶由於其層結構的影響使得其粘度很大，I-/I3-在其中的擴散小於常規離子液體中的擴散，不能滿足DSC的需要。因此希望在離子液晶中通過提高I-/I3-的Dex來提高D的方案難以實現。針對近晶相液晶材料的不足，我們嘗試採用聯苯類向列相液晶材料作為陷光電解質並取得了較好的效果，其可見光透過率降低90%以上，起到了良好的陷光效果；I3-和I-氧化還原電對擴散係數分別達到4.2×10-6cm2S-1和3.3×10-6cm2S-1，最終具有陷光結構的染料敏化太陽電池效率達到11.63%，完成項目既定的目標。
