染料敏化太陽(yáng)能電池準(zhǔn)固態(tài)聚合物電解質(zhì)研究

【摘要】：在準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)中，由于以聚合物為基體的電解質(zhì)在材料的選擇、設(shè)計(jì)及合成上具有靈活性，制備工藝相對(duì)比較簡(jiǎn)單，組裝電池具有較高的光電轉(zhuǎn)換效率，因此受到人們的廣泛關(guān)注和高度重視。而在眾多的聚合物基體中，由于聚氧化乙烯（PEO）能溶解堿金屬鹽，并且與其形成的配合物具有較高的離子導(dǎo)電性和良好的成膜性，因此對(duì)于準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)的大部分研究工作集中在對(duì)PEO或類(lèi)似結(jié)構(gòu)聚合物的研究上，特別是離子電導(dǎo)率較高的PEO/P(VDF-HFP)/SiO_2基體復(fù)合聚合物電解質(zhì)。 本文針對(duì)聚合物電解質(zhì)在電池具體應(yīng)用中離子電導(dǎo)率低、存在界面復(fù)合及氧化還原電對(duì)擴(kuò)散系數(shù)小，開(kāi)展了對(duì)PEO/P(VDF-HFP)/SiO_2基體復(fù)合聚合物電解質(zhì)的研究。通過(guò)不同改性方法制備準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)，探討聚合物電解質(zhì)的導(dǎo)電規(guī)律，考察添加劑對(duì)電解質(zhì)離子電導(dǎo)率的影響，以及對(duì)電池光電性能的影響，提高DSSC的光電轉(zhuǎn)換效率。本文主要內(nèi)容如下： 1.聚合物電解質(zhì)離子電導(dǎo)相對(duì)于液態(tài)的低，從而影響了電池的短路電流及其效率。本文探索了不同氧化還原電對(duì)的碘鋰比對(duì)電解質(zhì)的電導(dǎo)性能，同時(shí)在此基礎(chǔ)上添加增塑鹽——雙（三氟甲基磺酰）亞胺鋰（LiTFSI），并優(yōu)化其含量來(lái)提高DSSC的效率。具體研究了增塑鹽含量的變化對(duì)聚合物電解質(zhì)的電導(dǎo)，熱性能以及由其組裝而成的DSSC光電性能等方面的影響，實(shí)驗(yàn)表明，經(jīng)LiTFSI改性后，電解質(zhì)Tg降低，從而增加了電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率。 2.界面復(fù)合是另一個(gè)影響聚合物電解質(zhì)DSSC電池效率的關(guān)鍵性因素。為解決這一瓶頸，本文使用酰胺鹽（乙酰胺）改性PEO/P(VDF-HFP)/SiO_2電解質(zhì)，EIS分析結(jié)果顯示，乙酰胺的加入明顯增加了電子壽命從而抑制了DSSC內(nèi)部界面的電子復(fù)合；同時(shí)因乙酰胺中含有的-C=O和-NH_2易與電解質(zhì)中的K~+和I_3~-絡(luò)合，有利于溶解KI，從而使得電解質(zhì)的電導(dǎo)率增加。 3.聚合物電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率之所以低于液態(tài)電解質(zhì)，在一定程度上歸因于其離子擴(kuò)散系數(shù)小。本文向PEO/P(VDF-HFP)/SiO_2電解質(zhì)中添加四乙基四氟硼酸銨（Et_4NBF_4）以提高電解質(zhì)的離子擴(kuò)散系數(shù)，促進(jìn)了離子在電解質(zhì)中的移動(dòng)速率，從而增加了聚合物電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率，最終表現(xiàn)為染料敏化太陽(yáng)能電池短路電流的增加。 【關(guān)鍵詞】：染料敏化太陽(yáng)能電池 聚合物電解質(zhì) 離子電導(dǎo) 電子復(fù)合 離子擴(kuò)散系數(shù)
【學(xué)位授予單位】：寧波大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 目錄8-11
• 1 引言11-14
• 2 緒論14-21
• 2.1 染料敏化太陽(yáng)能電池的發(fā)展14-15
• 2.2 染料敏化太陽(yáng)能電池15-18
• 2.2.1 DSSC 的電池結(jié)構(gòu)15-18
• 2.2.1.1 多孔半導(dǎo)體薄膜15-16
• 2.2.1.2 染料16
• 2.2.1.3 電解質(zhì)16-17
• 2.2.1.4 對(duì)電極17-18
• 2.3 準(zhǔn)固態(tài)聚合物電解質(zhì)18-20
• 2.4 論文的選題目的及研究?jī)?nèi)容20-21
• 3 增塑鹽改性準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)的研究21-36
• 3.1 研究背景21
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分21-23
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑21
• 3.2.2 電池的組裝21-22
• 3.2.3 性能表征22-23
• 3.3 結(jié)果與分析23-35
• 3.3.1 傅里葉紅外光譜分析23-26
• 3.3.2 DSC 分析26-28
• 3.3.3 離子電導(dǎo)率分析28-30
• 3.3.4 電池性能表征30-31
• 3.3.5 阻抗分析31-35
• 3.4 小結(jié)35-36
• 4 酰胺鹽改性聚合物電解質(zhì)36-48
• 4.1 研究背景36
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分36-38
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑36-37
• 4.2.2 電解質(zhì)的制備37
• 4.2.3 電池的組裝37
• 4.2.4 性能表征37-38
• 4.3 結(jié)果與討論38-47
• 4.3.1 FT-IR 測(cè)試39-41
• 4.3.2 DSC 分析41-43
• 4.3.3 離子電導(dǎo)率分析43-44
• 4.3.4 電池性能分析44-45
• 4.3.5 電化學(xué)阻抗分析45-47
• 4.4 小結(jié)47-48
• 5 季銨鹽改性 PEO/P(VDF-HFP)準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì) DSSC48-57
• 5.1 研究背景48
• 5.2 實(shí)驗(yàn)部分48-50
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑48
• 5.2.2 電解質(zhì)的制備48-49
• 5.2.3 電池的組裝49
• 5.2.4 性能表征49-50
• 5.3 結(jié)果與討論50-56
• 5.3.1 傅里葉紅外光譜50-51
• 5.3.2 DSC 熱分析51-52
• 5.3.3 離子電導(dǎo)率分析52-53
• 5.3.4 氧化還原電對(duì)擴(kuò)散系數(shù)的研究53-54
• 5.3.5 電池性能的測(cè)試54-56
• 5.4 小結(jié)56-57
• 6 總結(jié)與展望57-59
• 參考文獻(xiàn)59-67
• 在學(xué)研究成果67-69
• 致謝69

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來(lái)了解更多相關(guān)內(nèi)容

含NaI的環(huán)氧樹(shù)脂-PEO互穿網(wǎng)絡(luò)高分子固體電解質(zhì)的離子電導(dǎo)研究    方鵬飛,李光遠(yuǎn),汪溶

染料敏化納米薄膜太陽(yáng)電池中的染料敏化劑    孔凡太,戴松元,王孔嘉

染料敏化太陽(yáng)能電池中的敏化劑    梁茂,陶占良,陳軍

染料敏化太陽(yáng)能電池中PEG基體聚合物電解質(zhì)和低鉑負(fù)載量對(duì)電極研究    李品將

非金屬純有機(jī)染料的設(shè)計(jì)規(guī)律和展望    楊秀云;周杰;王宇鵬;高秀霞;

高分子固體電解質(zhì)研究進(jìn)展    李念兵,張勝濤,丁培道

染料敏化太陽(yáng)能電池研究進(jìn)展    楊宏訓(xùn);黃妙良;韓鵬;姜奇?zhèn)?吳子豹;吳季懷;

染料敏化太陽(yáng)能電池陽(yáng)極改性技術(shù)研究進(jìn)展    于仙仙;胡志強(qiáng);高巖;王一;李國(guó);

染料敏化太陽(yáng)能電池天然敏化劑的研究進(jìn)展    楊桂軍;林紅;王剛;張永昌;劉憶翥;陳慧媛;南輝;

鈉離子電池研究進(jìn)展    吳振軍,陳宗璋,湯宏偉,李素芳

釕配合物在染料敏化太陽(yáng)電池中的應(yīng)用    許娟;李紅;

有機(jī)染料敏化太陽(yáng)電池研究進(jìn)展    武全萍;梁茂;薛松;

天然染料敏化太陽(yáng)能電池的研究進(jìn)展    眭燦明;奚紅霞;李輝;李忠;夏啟斌;

天然染料作為Zn_2TiO_4太陽(yáng)能電池敏化劑的研究    何祖明;夏詠梅;王青;張曉楠;

高性能染料敏化太陽(yáng)能電池的制備與研究    李曉冬

煤的芳香性及氫鍵對(duì)鈣基阻化劑抑制煤自燃作用的理論研究    郝朝瑜

帶有側(cè)鏈鑲嵌基團(tuán)的有機(jī)近紅外光敏染料用于染料敏化太陽(yáng)能電池的研究    郝艷

原位復(fù)合法制備PAALi基與PEO基固態(tài)聚合物電解質(zhì)    潘春躍

多聯(lián)吡啶衍生物的電荷及電子轉(zhuǎn)移的強(qiáng)化研究    徐勇前

四氫喹啉類(lèi)光敏染料用于染料敏化太陽(yáng)能電池的研究    陳瑞奎

有機(jī)鋅試劑新型反應(yīng)的研究有機(jī)染料分子的設(shè)計(jì)與合成    劉永康

染料敏化太陽(yáng)能電池中PEG基體聚合物電解質(zhì)和低鉑負(fù)載量對(duì)電極研究    李品將

染料敏化太陽(yáng)能電池新型TiO_2薄膜電極的制備及性能    李勝軍

芳胺類(lèi)光敏染料用于染料敏化太陽(yáng)能電池的研究    田海寧

微孔凝膠聚合物電解質(zhì)的制備與表征    徐雪菲

含三苯胺、噁二唑聚噻吩衍生物和雙給體有機(jī)染料的合成及光伏性能研究    陳華杰

咔唑類(lèi)染料敏化太陽(yáng)能電池制備研究    王忠原

三苯胺類(lèi)染料分子的設(shè)計(jì)合成及其光伏性能研究    張璐

大面積染料敏化太陽(yáng)電池高效化研究    吳寶山

具有織構(gòu)緩沖層的二氧化鈦納米棒陣列的染料敏化太陽(yáng)電池研究    黨威武

基于DSSC光陽(yáng)極二氧化鈦的制備、改性及光電性能研究    胡希

雙D-π-A型光敏染料的合成及其在染料敏化太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用    彭錦安

氧化鈦納米管在染料敏化太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用    平從

三聚茚基光敏染料的合成及其光伏性能研究    路萌

直接甲醇燃料電池陰極Pt/C催化劑的制備與表征──制備及處理方法的影響    李文震,周振華,周衛(wèi)江,李煥巧,趙新生,汪國(guó)雄,孫公權(quán),辛勤

Al_2O_3/TiO_2復(fù)合光催化薄膜的制備、表征及性能研究    張欣宇;

五甲川菁染料的敏化作用及其在Gr¨atzel型太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用    張莉,楊邁之,,高恩勤,喬學(xué)斌,郝彥忠,王艷琴,蔡生民,孟凡順,田禾

菁類(lèi)染料敏化的固態(tài)納米TiO_2光電化學(xué)電池    張莉,任焱杰,張正誠(chéng),方世碧,田禾,蔡生民

分光光度法研究二羥基二過(guò)碘酸合鎳(Ⅳ)氧化三乙醇胺的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及機(jī)理    單金緩,魏海英,王莉,申世剛,劉保生,孫漢文,王安周

錸聯(lián)吡啶系列光敏染料的合成    孫世國(guó),彭孝軍,高云玲,呂榮文,孫立成

Influence of Modification of Counter Electrode on PhotoelectricProperties of Dye-sensitized TiO_2 Solar Cells    

鉑修飾光陰極及其在納晶太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用    郝三存,吳季懷,林建明,黃昀昉

敏化TiO_2納米晶太陽(yáng)能電池    呂笑梅,方靖淮,陸祖宏

卟啉類(lèi)光電功能材料的研究進(jìn)展    楊新國(guó),孫景志,汪茫,陳紅征,黃驥

離子液體/聚合物電解質(zhì)在雙電層電容器中的應(yīng)用    蔣晶;高德淑;李朝暉;蘇光耀;

鋰離子電池用固體聚合物電解質(zhì)的最新進(jìn)展    凌志軍;王莉;何向明;李建軍;姜長(zhǎng)印;萬(wàn)春榮;

增塑型鋰離子電池聚合物電解質(zhì)    胡擁軍;陳白珍;李義兵;袁艷;

鋰離子電池聚氨酯型凝膠態(tài)聚合物電解質(zhì)的研究    吳川;潘春花;吳鋒;白瑩;葉霖;馮增國(guó);

偶聯(lián)劑改性SiO_2對(duì)PEO基電解質(zhì)導(dǎo)電性能的影響    王麗君;潘春躍;馮慶;于典;

硅鎢酸鋰在聚合物電解質(zhì)中的應(yīng)用    李朝暉,蘇光耀,高德淑,王霞瑜,李小平

新型超支化聚合物電解質(zhì)的合成及電化學(xué)性能研究    潘春花;白瑩;吳鋒;葉霖;吳川;馮增國(guó);

3-丙烯酰氧甲基-和3-[2-甲氧基(三乙氧基)]甲基-3′-甲基氧雜環(huán)丁烷共聚物的合成及導(dǎo)電性能    馮增國(guó);趙玉美;葉霖;白瑩;吳鋒;

一種嵌段星形凝膠聚合物電解質(zhì)的制備與性能    胡擁軍;陳白珍;

鋰離子蓄電池固體聚合物電解質(zhì)研究進(jìn)展    田春霞

無(wú)機(jī)粒子摻雜含硫聚合物電解質(zhì)的制備與性能    譚海軍;王鋼;潘春躍;

復(fù)合型全固態(tài)聚合物電解質(zhì)膜的FTIRS研究    許金梅;姜艷霞;莊全超;金蘭英;樊小勇;孫世剛;

基于超支化聚醚的固體聚合物電解質(zhì)性能研究    馮婷;吳鋒;吳川;白瑩;葉霖;

星形網(wǎng)狀聚合物電解質(zhì)的制備和性能研究    龔永鋒;傅相鍇;張樹(shù)鵬;丁萍萍;

本征型聚合物電解質(zhì)的制備與表征    戶(hù)獻(xiàn)雷;容敏智;阮文紅;章明秋;

N-甲基-N-丙基哌啶雙三氟甲基磺酰亞胺的添加對(duì)鋰電池聚合物電解質(zhì)的性能影響    劉思思;楊軍;張濤;今西誠(chéng)之;山本治;武田保雄;

PAN基凝膠聚合物電解質(zhì)的研究    吳孟強(qiáng);周旺;陳艾;

PEO-Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3固態(tài)聚合物電解質(zhì)的制備與特性    王嚴(yán)杰;潘頤;

鋰硫二次全固態(tài)聚合物電池    李亞娟;劉素琴;黃可龍;

質(zhì)子導(dǎo)體研究進(jìn)展    劉逸楓;袁俊;馬亮亮;吳益華;

PEO管理：全方位服務(wù)中小企業(yè)    壯凌

燃料電池點(diǎn)燃希望    本報(bào)記者 劉學(xué)習(xí)

燃料電池有望為筆記本電腦供電    

成都聚合物鋰離子電池隔膜項(xiàng)目通過(guò)鑒定    

早上好,新能源!    張弦　朱占科 滕慶磊

聚合物鋰離子電池研究獲突破    劉碧瑪

莊林：突破燃料電池價(jià)高難題    本報(bào)記者 馬佳

亞洲至北美航線(xiàn)物流量增長(zhǎng)16.8%    木水

為高校科研成果辦場(chǎng)“相親會(huì)”    記者 彭德倩

未來(lái)電池 誰(shuí)領(lǐng)風(fēng)騷    本報(bào)記者 王小龍

多臂支化液晶嵌段聚合物電解質(zhì)及其固態(tài)鋰離子電池    童永芬

聚氧化乙烯/堿金屬鹽聚合物電解質(zhì)結(jié)構(gòu)與分子動(dòng)力學(xué)的固體高分辨核磁共振研究    高楊文

單離子聚合物電解質(zhì)的設(shè)計(jì)、合成及在鋰離子電池中的應(yīng)用    張運(yùn)豐

新型鋰離子電池聚合物電解質(zhì)制備及性能研究    張鵬

PAMPSLi基電紡纖維聚合物電解質(zhì)的制備與性能研究    崔巍巍

鋰離子電池用復(fù)合型PVDF-HFP基聚合物電解質(zhì)的制備及性能研究    肖圍

Si基聚合物電解質(zhì)的研究及其在二次電池中的應(yīng)用    唐征

新型離子液體聚合物電解質(zhì)的設(shè)計(jì)、合成及在鋰二次電池中的應(yīng)用研究    李明濤

鋰離子電池用凝膠聚合物電解質(zhì)的設(shè)計(jì)、制備及表征    羅丹

鋰離子電池用聚合物電解質(zhì)的制備及性能研究    胡擁軍

染料敏化太陽(yáng)能電池準(zhǔn)固態(tài)聚合物電解質(zhì)研究    崔艷崢

用于鋰二次電池的復(fù)合聚合物電解質(zhì)體系導(dǎo)電性能研究    李超

鋰離子電池用新型固態(tài)聚合物電解質(zhì)研究    白煉

層狀雙金屬氫氧化物改性PVDF基電解質(zhì)的研究    叢林鳳

新型光固化含氟聚合物電解質(zhì)的研究    陳理文

一種星形網(wǎng)狀聚合物電解質(zhì)的研究及其應(yīng)用    龔永鋒

新型納米粒子復(fù)合聚合物電解質(zhì)的制備與研究    裴建軍

新型聚合物電解質(zhì)的制備及其電化學(xué)性能研究    郝敬磊

微孔凝膠聚合物電解質(zhì)的制備與表征    徐雪菲

聚咪唑類(lèi)離子液體聚合物電解質(zhì)的研究    杜秋亮