研究目的
研究咪唑对用于能量采集窗玻璃应用的染料敏化太阳能电池(DSSC)中聚偏氟乙烯(PVDF)-聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)-碳酸亚乙酯(EC)-碘化钾(KI)-碘(I2)聚合物混合电解质的影响。
研究成果
含40 wt%咪唑的准固态聚合物共混电解质展现出DSSC应用中最高的离子电导率和光电转换效率。该研究凸显了基于咪唑的聚合物电解质在提升DSSC性能与稳定性方面的潜力,适用于能源采集窗玻璃应用。
研究不足
该研究的局限性在于咪唑在聚合物共混体系中较高浓度下的溶解性,这会影响染料敏化太阳能电池(DSSC)的离子电导率和整体性能。该DSSC器件的长期稳定性仅测试了10天。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用溶液浇铸法制备了含不同重量百分比咪唑的聚合物混合电解质。通过FTIR、XRD、TGA、紫外-可见光谱、光致发光光谱和阻抗谱对薄膜进行表征,并利用原子力显微镜分析表面粗糙度。
2:样品选择与数据来源:
所用材料包括PVDF、PMMA、EC、KI、I2和咪唑,溶解于DMF溶剂中。通过室温蒸发溶剂制备薄膜。
3:实验设备与材料清单:
FTIR光谱仪(Perkin Elmer Spectrum Version 10.03.09)、XRD(PANalytical X’Pert PRO)、TGA(TGA instruments model 4000 Perkin Elmer)、紫外-可见分光光度计(Shimadzu Model UV-1601)、电化学分析仪(CH Instrument, TX, USA)、原子力显微镜(Park XE-70 Model)。
4:09)、XRD(PANalytical X’Pert PRO)、TGA(TGA instruments model 4000 Perkin Elmer)、紫外-可见分光光度计(Shimadzu Model UV-1601)、电化学分析仪(CH Instrument, TX, USA)、原子力显微镜(Park XE-70 Model)。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:将各组分溶解于DMF中,经搅拌后浇铸成膜制备聚合物混合电解质。染料敏化太阳能电池采用TiO2浆料、N719染料和铂浆料制备,电解质注入光阳极与对电极之间。
5:数据分析方法:
通过阻抗谱计算离子电导率,在光照条件下利用电流密度-电压(J-V)曲线评估光伏性能。
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Thermogravimetric analyzer
TGA instruments model 4000
Perkin Elmer
Thermal analysis of polymer samples
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UV-Visible spectrophotometer
Shimadzu Model UV-1601
Shimadzu
Absorption spectra measurement of polymer electrolytes
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Electrochemical analyzer
CH Instrument, TX, USA
CH Instruments
Electrochemical impedance spectroscopy
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FTIR spectrometer
Perkin Elmer Spectrum Version 10.03.09
Perkin Elmer
Characterization of polymer blend electrolytes
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X-ray Diffractometer
PANalytical X’Pert PRO
PANalytical
Determination of the degree of crystallinity of the polymer samples
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Atomic force microscope
Park XE-70 Model
Park Systems
Surface roughness analysis of polymer films
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