固态复合电解质LiI/3-hydroxypropionitrile/SiO2用于染料敏感的太阳能电池
Hongxia Wang1, Hong Li, Bofei Xue
1Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100080, China.
Journal of the American Chemical Society
|April 28, 2005
概括
一种基于酸和3-基尼特的新型固态电解质证明了染料敏感太阳能电池 (DSSC) 的有希望的性能. 结合二氧化纳米颗粒可以提高导电性和接口接触,从而提高效率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 可再生能源可再生能源是可再生能源.
背景情况:
- 传统的染料敏感化太阳能电池 (DSSC) 通常使用挥发性有机液体电解质,造成稳定性和安全性问题.
- 开发固态电解质对于推进更安全,更耐用的DSSC技术至关重要.
- 化 (LiI) 和3-基尼 (HPN) 正在作为新型固体电解质的组成部分进行探索.
研究的目的:
- 合成和表征一种新的化合物,LiI(3-氧尼) ((2),用于潜在的固体电解质.
- 为了研究基于LiI-HPN的固体电解质的离子传输特性和导电性.
- 通过优化固体电解质组成和形态来提高DSSC的性能.
主要方法:
- 对LiI的单晶结构分析{3-基尼二) }2以确定离子运输路径.
- 初始计算以评估离子扩散 (与离子) 的激活能量.
- 使用不同HPN比率的LiI-HPN固体电解质的制造和导电性测量.
- 通过将SiO(2) 纳米粒子 (微型和纳米尺寸) 纳入LiI(HPN) ((4) 中来制备复合电解质制剂.
- 在模拟太阳光照明下使用优化复合体固体电解质 (AM 1.5) 的DSSC的制造和性能测试.
主要成果:
- 与离子扩散 (8.39 eV) 相比,离子扩散 (0.73 eV) 的激活能量显著较低,具有3D运输路径.
- 对于LiI (HPN) 固体电解质,达到1.4 x 10 (−3) S/cm的最高环境导电率.
- 将纳米-SiO(2) 颗粒纳入LiI ((HPN) ((4) 中,提高了导电性,并在多孔的TiO(2) 电极内改善了接口接触.
- 一个使用LiI (HPN) (4)/15重量%纳米SiO (SiO2) 的DSSC实现了5.4%的光电转换效率.
结论:
- 合成的LiI ((HPN) ((2) 化合物和LiI-HPN固体电解质显示出作为单离子 () 运输材料的潜力.
- 结合纳米-SiO(2) 的复合固体电解质通过增强离子导电性和电极接触,显著提高了DSSC性能.
- 开发的固态复合电解质为实际的DSSC应用提供了一个有希望的,低成本的,易于制造的替代品.
