研究目的
采用非溶剂诱导相转化法制备一种新型蜂窝状多孔膜(PMMA/PIL/PIN),以开发适用于染料敏化太阳能电池(DSSCs)的稳定高效准固态电解质。
研究成果
基于PMMA/PIL/PIN的膜电解质在染料敏化太阳能电池中展现出良好的电荷传输性能、高离子电导率及优异的稳定性。其功率转换效率达到5.96%,并在250小时后仍保持初始效率的84%,是提升DSSC性能的理想候选材料。
研究不足
该研究聚焦于开发并表征一种用于染料敏化太阳能电池的新型电解质膜。其局限性可能包括膜制备方法的可扩展性,以及在不同环境条件下的长期稳定性。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用非溶剂诱导相转化法制备了一种新型蜂窝状多孔膜(PMMA/PIL/PIN)基准固态(QSS)电解质,并对膜的结构、形貌及物理性能进行了表征。
2:样本选择与数据来源:
样本包括合成的聚吲哚(PIN)、聚(3-癸基-1-乙烯基咪唑碘盐)(PIL)和PMMA。通过对比PMMA/PIL、PMMA膜和液态电解质(LE)在染料敏化太阳能电池(DSSCs)中的性能进行评估。
3:实验设备与材料清单:
所用材料包括PMMA、PIL、PIN、碘(I2)、碘化锂(LiI)、4-叔丁基吡啶(TBP)、1-丙基-3-甲基咪唑碘盐(PMII)、乙烯基咪唑、偶氮二异丁腈(AIBN)、戊腈和绝对乙醇。设备包括扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)、X射线衍射仪(XRD)和电化学工作站。
4:2)、碘化锂(LiI)、4-叔丁基吡啶(TBP)、1-丙基-3-甲基咪唑碘盐(PMII)、乙烯基咪唑、偶氮二异丁腈(AIBN)、戊腈和绝对乙醇。设备包括扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)、X射线衍射仪(XRD)和电化学工作站。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:通过将合成的PIN和PIL与PMMA共混,采用非溶剂诱导相转化法制备多孔聚合物膜。对膜进行表征并评估其在DSSCs中的性能。
5:数据分析方法:
利用电化学阻抗谱(EIS)和电流-电压(J-V)特性分析膜的离子电导率、扩散系数和光伏性能。
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Poly(methyl methacrylate)
average Mw = 120,000 g/mol
Sigma-Aldrich Co., Ltd.
Used as a polymer host for fabricating porous polymer membranes.
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Iodine
Sigma-Aldrich Co., Ltd.
Used in the preparation of the electrolyte solution.
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Lithium iodide
Sigma-Aldrich Co., Ltd.
Used in the preparation of the electrolyte solution.
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4-tert-butylpyridine
Sigma-Aldrich Co., Ltd.
Used in the preparation of the electrolyte solution.
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1-propyl-3-methylimidazolium iodide
Sigma-Aldrich Co., Ltd.
Used in the preparation of the electrolyte solution.
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Vinyl imidazole
Sigma-Aldrich Co., Ltd.
Used in the synthesis of polymeric ionic liquid.
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Azobisisobutyronitrile
Sigma-Aldrich Co., Ltd.
Used as an initiator in the synthesis of polymeric ionic liquid.
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Valeronitrile
Sigma-Aldrich Co., Ltd.
Used in the preparation of the electrolyte solution.
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Absolute ethanol
Sigma-Aldrich Co., Ltd.
Used in the synthesis of polyindole and washing the photoanode.
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Indole
SRL Chemicals
Used in the synthesis of polyindole.
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Bromodecane
SRL Chemicals
Used in the synthesis of polymeric ionic liquid.
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