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聚(丙烯酰胺-<i>共</i>-丙烯酸)水凝胶聚合物电解质掺杂水溶性硫化钠盐用于准固态量子点敏化太阳能电池

DOI：10.1177/0954008320902232 期刊：High Performance Polymers 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要： 基于液态电解质的量子点敏化太阳能电池(QDSCs)始终存在光阳极快速衰减、密封剂泄漏和电解质蒸发等主要问题。凝胶聚合物电解质(GPE)因其低成本、轻量化和柔韧性优势，成为极具吸引力的解决方案。聚(丙烯酰胺-共-丙烯酸)(PAAm-PAA)因具有高透明度、优异成胶性能及与液态电解质良好相容性，特别适合作为包载液态电解质的聚合物基质。本研究通过阻抗谱法表征了掺杂水溶性硫化钠的PAAm-PAA GPE的电学与传输特性，发现添加碳酸乙烯酯(EC)和氯化钾(KCl)可提升离子电导率。该GPE在室温下的最高离子电导率达70.82 mS·cm?1。当采用含1.3 wt% KCl、0.9 wt% EC、55.3 wt% PAAm-PAA、38.5 wt%硫化钠及4.0 wt%硫的PAAm-PAA GPE时，QDSC实现了1.80%的光电转换效率。
作者： YC Lee，MH Buraidah，HJ Woo
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究采用聚(丙烯酰胺-共-丙烯酸)水凝胶聚合物电解质并掺入水溶性硫化钠盐，用于准固态量子点敏化太阳能电池，以解决光阳极快速衰减、密封剂泄漏和电解质蒸发等问题。

研究成果

研究表明，掺入水溶性硫化钠盐并添加乙基纤维素（EC）和氯化钾（KCl）的聚丙烯酰胺-聚丙烯酸（PAAm-PAA）凝胶聚合物电解质（GPE），能显著提升准固态量子点太阳能电池（QDSCs）的离子电导率与性能。实验获得的最高离子电导率达70.82毫西门子每厘米（70.82 mS·cm?1），该量子点太阳能电池的光电转换效率最高可达1.80%。研究结果表明，PAAm-PAA凝胶聚合物电解质有望解决量子点太阳能电池中液态电解质的现存难题。

研究不足

该研究聚焦于特定添加剂（乙基纤维素和氯化钾）的使用及其对离子电导率和量子点太阳能电池性能的影响。研究未探讨工作条件下凝胶聚合物电解质的长期稳定性，也未涉及商业化应用中制备工艺的可扩展性。

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