研究目的
开发一种新型且适度的凝胶电解质系统，用于染料敏化太阳能电池应用，该系统采用聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇与聚偏氟乙烯共混物，并掺杂基于二氨基苯的硫脲衍生物。
研究成果
该研究成功开发了一种基于邻苯二胺硫脲衍生物的新型凝胶电解质系统用于染料敏化太阳能电池（DSSCs），提高了电池效率。这些添加剂通过促进离子迁移和减少碘升华使效率提升。其中OPPT添加剂表现最佳，展示了有机添加剂提升DSSC性能的潜力。
研究不足
该研究聚焦于特定硫脲衍生物与PEG–PPG–PEG嵌段共聚物在PVDF中的应用，这可能限制研究结果对其他聚合物体系或添加剂的普适性。虽然测试了染料敏化太阳能电池（DSSCs）长达400小时的稳定性，但实际应用可能需要更长期的稳定性研究。
1：实验设计与方法选择：
本研究涉及以氧二苯胺为核心合成对称硫脲衍生物，并利用这些添加剂与PEG-PPG-PEG嵌段共聚物、PVDF及碘/三碘化物氧化还原对制备新型凝胶电解质体系。研究方法包括采用电化学阻抗谱、紫外-可见吸收光谱、差示扫描量热法和傅里叶变换红外光谱评估凝胶聚合物电解质。
2：样本选择与数据来源：
样本包含含与不含硫脲添加剂的凝胶聚合物电解质，数据来源于光伏测量和光谱分析。
3：实验设备与材料清单：
材料包括PEG-PPG-PEG嵌段共聚物、PVDF、碘化钾、碘及硫脲添加剂；设备包含紫外-可见分光光度计、差示扫描量热仪、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪及电化学阻抗谱测试装置。
4：实验步骤与操作流程：
通过将PEG-PPG-PEG与PVDF溶于碳酸丙烯酯和乙腈，随后加入碘化钾、碘及添加剂混合，80℃搅拌过夜制得均质凝胶聚合物电解质。以涂覆于FTO基板的TiO2和该凝胶聚合物电解质组装染料敏化太阳能电池。
5：数据分析方法：
采用电化学阻抗谱测定电导率，紫外-可见光谱评估I3?对DSSC性能的影响，差示扫描量热法测定热行为，傅里叶变换红外光谱分析振动变化。
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UV-vis spectrophotometer
SPECORD 210 plus
ANALYTIK JENA
Used to measure the absorption band of GPE in DMF.
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Poly(ethyleneglycol)-block-poly(propyleneglycol)-block-poly(ethyleneglycol)
Average Mn ~5800
Sigma Aldrich
Used as a block copolymer in the gel electrolyte system for DSSCs.
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Polyvinylidene fluoride
Mn ~275 000
Sigma Aldrich
Used as a polymer in the gel electrolyte system for DSSCs.
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Fluorine-doped tin oxide-coated glass slide
L × W × D: 100 mm × 100 mm × 2.3 mm
Sigma Aldrich
Used as a substrate for the fabrication of DSSCs.
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Ruthenizer 535-bisTBA
Solaronix, SA, Switzerland
Used as a dye in the fabrication of DSSCs.
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Test cell kits
Solaronix, SA, Switzerland
Used for the fabrication of DSSCs.
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Opaque adhesive stickers
Solaronix, SA, Switzerland
Used as a mask in the photovoltaic measurements of DSSCs.
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Differential scanning calorimetry
Used to determine the changes in the thermal behavior of the gel samples.
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X-ray diffractometer
Used to confirm the amorphous nature of the prepared electrolytes.
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FTIR spectrometer
Used to assess vibrational variations in the gel electrolytes.
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Electrochemical impedance spectroscopy setup
Used to determine conductance of the gel electrolytes.
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Keithley source meter
2400
Used for I–V characterization of the DSSCs.
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Solar simulator
150 W Xenon source
Used to provide AM 1.5 illumination at 100 mW cm?2 light intensity for testing DSSCs.
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