本发明专利技术公开了一种用于染料敏化太阳能电池的添加剂，所述用于染料敏化太阳能电池的添加剂为吡啶类离子液体添加剂，其化学结构通式为：或，本发明专利技术所述吡啶类离子液体可以用于染料敏化太阳能电池电解质的添加剂；该离子液体添加剂，合成步骤简单，便于保存，且不会对环境造成污染，不易挥发和泄露。采用本发明专利技术所述离子液体作为添加剂制得的电池性能更高，电池的稳定性更高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于染料敏化太阳能电池领域，涉及一种用于染料敏化太阳能电池的添加剂。
技术介绍
染料敏化太阳能电池(DSC)主要由透明导电基板、二氧化钛多孔纳米晶薄膜、光敏化剂(染料)、电解质溶液(含氧化还原电对)和对电极组成，其基本原理是染料敏化剂吸收光子能量，产生电子_空穴对，电子快速注入到二氧化钛导带，然后经二氧化钛薄膜传递到导电基板，再经外电路传递到对电极，最后经氧化还原电对回到染料基态，构成循环电池。 该过程中，电解质起着传递载流子的作用，氧化还原电对在电解质中的扩散或者载流子在电解质中的移动直接影响了 DSC的光电转化效率。目前，按照电解质的物理状态不同，可以将电解质分为三种液态电解质、准固态电解质和固态电解质。电解质是太阳能电池尤其是染料敏化太阳能电池的核心部件，主要起氧化还原对的作用，其性能的优劣直接影响太阳能电池效率。而添加剂是电解质的重要组成部分，其性能的好坏对电池的开路电压，短路电流及暗电流产生非常重要的影响，添加剂的作用在于通过含氮的杂环与TiO2结合来负移其能级，进而增强电池的开路电压，同时对阳极进行钝化，阻挡电子的复合，提高电池效率。现有技术中，最常用和最有效果的添加剂是叔丁基吡啶(TBP)、N-甲基苯并咪唑(NMB)、N- 丁基苯并咪唑(NMB)(参见M. K. Nazeeruddin 等人，J. Am. Chem. Soc.， 1993，115，6382-6390; Kusama, H·; Arakawa, H. J. Photochem. Photobiol. , A 2004， 162; B. Yu 等人，Nature Mater, 2008，7，626)。胍类离子液体也用来增强电池性能，但通常与其它添加剂混合使用(参见Chem. Mater. 2004， 16， 2694—2696; J. Am. Chem. Soc., 2004， 126， 7164—7165; Nature Mater, 2008， 7， 626-630)。专利号为200810104933.X的中国专利技术专利公开了一种用2_甲基_4_硝基吡啶 N-O为起始反应物来制备染料敏化太阳能电池电解质添加剂，该类化合物的烷氧基团和吡啶环构成共轭作用，使得吡啶环上氮原子孤对电子电荷密度增大，它能与染料敏化太阳能电池TiO2工作电极表面Ti4+离子间形成强的配位作用。因而，该类化合物可以作为染料敏化太阳能电池电解质的添加剂，用于提高染料敏化太阳能电池的开路光电压。但是，上述叔丁基吡啶(TBP)、N_甲基苯并咪唑(NMBI)、N_ 丁基苯并咪唑(NBB)等杂环添加剂都是常规的有机物，组装到电池中，因沸点比较低(190-25(TC )会引起挥发泄露及电池高温运行的易燃性和热不稳定性，最终造成电池的不稳定性和电池性能下降。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是提供一种用于染料敏化太阳能电池的添加剂。为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是一种用于染料敏化太阳能电池的添加剂，所述用于染料敏化太阳能电池的添加剂为苯并咪唑类离子液体添加剂，其化学结构通式为权利要求1.一种用于染料敏化太阳能电池的添加剂，所述用于染料敏化太阳能电池的添加剂为吡啶类离子液体添加剂，其特征在于，所述吡啶类离子液体添加剂化学结构通式为2.根据权利要求1所述用于染料敏化太阳能电池的添加剂，其特征在于，#选自3.根据权利要求2所述用于染料敏化太阳能电池的添加剂，其特征在于，R1选自 Cl C6的直链饱和烷烃；R5选自Cl C6的直链饱和烷烃；R8选自氢或Cl C6的直链饱和烷烃；R14选自C1 C6的直链饱和烷烃。全文摘要本专利技术公开了一种用于染料敏化太阳能电池的添加剂，所述用于染料敏化太阳能电池的添加剂为吡啶类离子液体添加剂，其化学结构通式为或，本专利技术所述吡啶类离子液体可以用于染料敏化太阳能电池电解质的添加剂；该离子液体添加剂，合成步骤简单，便于保存，且不会对环境造成污染，不易挥发和泄露。采用本专利技术所述离子液体作为添加剂制得的电池性能更高，电池的稳定性更高。文档编号H01G9/20GK102222571SQ201110078720公开日2011年10月19日 申请日期2011年3月30日 优先权日2011年3月30日专利技术者严锋, 赵杰 申请人:苏州大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
１． 一种用于染料敏化太阳能电池的添加剂，所述用于染料敏化太阳能电池的添加剂为吡啶类离子液体添加剂，其特征在于，所述吡啶类离子液体添加剂化学结构通式为：或，式中，ｎ＝０～１１， 选自：、、或，其中，Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７或Ｒ８分别独立选自：氢或Ｃ１～Ｃ１５的饱和烷基，并且Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７不同时为氢；是阴离子，选自：Ｃｌ－、Ｂｒ－、Ｉ－、ＢＦ４－、ＰＦ６－、 ＣＦ３ＳＯ３－、Ｃ２Ｆ５ＳＯ３－、［Ｎ（ＳＯ２ＣＦ３）２］－、［Ｎ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）２］－、 ［Ｎ（ＳＯ２Ｃ３Ｆ７）２］－、ＳＣＮ－、Ｎ（ＣＮ）２－、Ｃ（ＣＮ）３－、Ｎ（ＣＦ３）－、 ＳｉＦ６－、 Ｂ（ＣＮ）４－、ＣＦ３ＣＯＯ－、Ｃ２Ｆ５ＣＯＯ－、ＮＯ３－、ＳＯ４－、ＣｌＯ４－、或ＰＯ４－。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：严锋，赵杰，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：32
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