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新型聚合物电解质开发成功

发布时间:2017-12-03 阅读:

  新型聚合物电解质研制成功

  低成本,环保,高效的染料敏化二氧化钛纳米晶太阳能电池是20世纪90年代提出的一种新型太阳能电池,近年来也成为太阳能电池研究的热点。目前,染料敏化太阳能电池经常使用高挥发性,高毒性的乙腈液体电解质,极大地阻碍了该工艺的实际应用。新型高分子电解质的开发对染料敏化太阳能电池的开发和应用具有重要意义。新型电解质在燃料电池,超级电容器,高能量密度电池等电化学装置中具有良好的开发应用前景。近年来,华侨大学吴娇槐研究小组一直致力于新型聚合物电解质的研究,提出热塑性凝胶电解质[先进的功能材料(Adv。Funct.Mater。,2007,17(15),2645-2652)],凝胶电解质在室温下为凝胶,在高温下为溶胶。凝胶电解质的电导率,粘度和溶胶 - 凝胶转变温度可根据实际需要进行调整。凝胶电解质具有电导率高,液体电解质界面能低的特点,又具有固体电解质长期稳定性好等优点。后来,研究小组提出了热固性凝胶电解质的新概念[Adv。 Mater。,2007,19(22),4006-4011)]。将有机电解质溶液吸附在改性多孔高吸水树脂中,使电解质稳定,电导率高,界面低,电导率和液体吸收量可根据实际需要控制基体组成,提高电解液的性能,加快了染料敏化二氧化钛纳米晶太阳能电池的实用化进程。在此基础上,该集团研制开发了一种聚N-甲基-4-乙烯基吡啶碘(PNR4VPI)固体电解质,PNR4VPI是一种含有季氮原子的吡啶环固定在聚乙烯骨架上,与碘阴离子形成静电。由于大阳离子(骨架)和小阴离子(碘)的路易斯酸碱作用,PNR4VPI具有一定的导电性。通过掺入碘和碘以及碘,PNR4VPI的电导率大大增加。基于这种新型固体电解质,采用碘化钾浸泡和真空成膜技术,组装后的固态染料敏化太阳能电池的光电转换效率达到5.64%,为新型固体电解质的研究提供了新的思路。固体电解质的研究结果发表在最近出版的J. Am。化学。 SOC。 2008; 130(35); 11568-11569。研究工作得到了国家自然科学基金,教育部和福建省科技计划项目的支持。 (来源:华侨大学)(JACS,130(35),11568-11569,2008。10.1021 / ja802158q,吴志怀,三春浩,佐藤次夫)

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