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《凝膠聚合物電解質(zhì)制備、改性及其在dssc中應(yīng)用的論文》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要刪IIIIlllII11JllIIIIFIllY191772凝膠聚合物電解質(zhì)(GPE)兼具液體電解質(zhì)與聚合物電解質(zhì)的優(yōu)點已在雙電層電容器、鋰離子電池、染料敏化太陽能電池(DSSC)中得到了廣泛的研究和應(yīng)用。其中含離子液體的GPE具有較好的熱穩(wěn)定性和機械性能，是近期研究的熱點。但目前研究的離子液體種類較少，與純離子液體相比，該類GPE電導率下降較多，大多只能達到10。4S／cm數(shù)量級，達不到電解質(zhì)應(yīng)用的要求(10一S／cm)，并且隨著離子液體含量的增加聚合物電解質(zhì)膜的機械強度降低。因此在研究將新型離子液體引入GPE的同時要對電解質(zhì)進行改性以提高凝膠聚合物電解質(zhì)的電導率并改善其機械性能。D
2、SSC與傳統(tǒng)的硅太陽電池相比具有價格低廉、制作工藝簡單、性能穩(wěn)定等優(yōu)點，因而成為光電轉(zhuǎn)化領(lǐng)域新的研究熱點。但目前含GPE的DSSC光電轉(zhuǎn)換效率較低，還需研究新型凝膠聚合物電解質(zhì)以提高光電轉(zhuǎn)換效率。本文采用“兩步法”制備出離子液體1．烯丙基．3．甲基咪唑四氟硼酸鹽([斜迥M]BF4)，首次在[AMIM]BF4中引入聚合物制備出新型含離子繯液體的椿甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基、聚甲基丙烯酸．2．羥基乙酯(P臟MA)基凝膠聚合物電解質(zhì)，用紅外(FT瓜)、交流阻抗(AC)、熱重(TG)等測試技術(shù)對其結(jié)構(gòu)、電導率、熱穩(wěn)定性等進行表征和研究。結(jié)果表明，PHEMA基凝膠電解質(zhì)的電導率高于PMMA基凝膠電
3、解質(zhì)，當[AMIM]BF4與聚合物質(zhì)量比為7：3時，PHEMA基凝膠電解質(zhì)的室溫離子電導率達到4．36x10。3S．cm"1，PMMA基凝膠電解質(zhì)的室溫離子電導率則為3．4x10。4S·cm"1，凝膠電解質(zhì)的離子電導率隨溫度變化關(guān)系均符合Arrhenius方程；凝膠電解質(zhì)的最大熱分解溫度大于300℃，熱穩(wěn)定T性明顯優(yōu)于含有機溶劑的傳統(tǒng)非水電解質(zhì)體系。采用非質(zhì)子溶劑碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)和納米Si02對電導率較低的PMMA基凝膠聚合物電解質(zhì)PMMA．[AMIMIBF4進行改性，合成三個系列改性的凝膠聚合物電解質(zhì)PMMA．PC／DMC．【AMIM]BF4，PMMA—Si02-
4、[AMIM]BF4，PMMA-PC／DMC—Si02一[AMIM]BF4。通過FTIR、AC、TG、SEM等測試方法考察了改性后電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)、電導率、熱穩(wěn)定性、微觀形貌等。結(jié)果表明，非質(zhì)子溶劑PC、DMC和納米Si02的加入使凝膠電解質(zhì)的室溫離子電導率增加，20℃時，當[AMIM]BF4與PMMA質(zhì)量比為7：3時，PMMA．PC／DMC．Si02．[AMIMIBF4的室溫離子電導率達到6．18x10_3S·cm一，所有凝膠電解質(zhì)的離子電導率隨溫度變化關(guān)系均符合Arrhenius方程，最大熱分解溫度大于300℃，顯示出良好的熱穩(wěn)定性。在采用非質(zhì)子溶劑PC、DMC改性后的凝膠電解質(zhì)PMMA．P
5、C／DMC．[AMIMIBF4中iJl])k12、KI等氧化還原電對制備出DSSC用GPE，并初步應(yīng)用于DSSC。通過交流阻抗、熱重、線性掃描等測試方法考察了GPE的電導率、熱穩(wěn)定性及電池性能等。結(jié)果表明，該凝膠聚合物電解質(zhì)在100℃以下的失重率小于3．5％，具有較好的熱穩(wěn)定性，能夠滿足DSSC的使用要求；在25℃下，當PMMA含量為10％時，該電解質(zhì)的電導率303．14x10～S·cm～；離子電導率隨溫度變化關(guān)系均符合Arrhenius方程；用該含PMMA質(zhì)量分數(shù)為10％的凝膠電解質(zhì)組裝的染料敏化太陽能電池，在100mW／em2的模擬太陽光照射下電池光電轉(zhuǎn)換效率為1．75％。關(guān)鍵詞：凝膠
6、聚合物電解質(zhì)，離子電導率，非質(zhì)子溶劑，納米Si02，染料敏化太陽能電池lIABSTRACTDuetothegelpolymerelectrolyte(GPE)combinesadvantagesofpolymerelectrolyteandliquidelectrolyte，GPEhasbeenalwayswidelyusedinresearchandapplicationinelectricdouble—layercapacitors，lithium—ionbatteriesanddye—sensitizedsolarcells(DSSC)．GPEcontainingionicliqui
7、dswhichbecometherecentresearchfocusofferanimprovedthermalstabilityandmechanicalproperties．ButtherearefewertypesofionicliquidsappliedtotheGPEandtheionicconductivityofsuchGPEdecreasedwhenitiscomparedwiththepureioni
