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将染料敏化太阳能电池中的液态电解质转化为凝胶，以提高稳定性和性能

DOI：10.1016/j.tsf.2020.138024 期刊：Thin Solid Films 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要： 基于金属有机框架（MOF，由Al3?和均苯三甲酸构成）的凝胶电解质被应用于染料敏化太阳能电池。该电解质在电池内部原位凝胶化，以确保TiO?光阳极与电解质组分之间形成最佳界面连接。光伏性能测试表明，该凝胶能有效保持液态电解质的原有功能。通过优化MOF与液态电解质的比例，电流密度得到提升，这归因于凝胶电解质中氧化还原对I?/I??含量的增加。开路电压受两方面影响：一是Al3?离子引入导致TiO?导带位置改变，二是电子复合效应。因此，采用凝胶电解质的电池相比液态电解质电池实现了略高的转换效率。在60°C热应力条件下持续250小时后，MOF凝胶电解质展现出优异的稳定性——液态电解质电池效率持续衰减，其效率下降达24%，而MOF凝胶电解质电池仅下降6%。
作者： Saad Sarwar，Moon-soo Lee，Sunghyeok Park，Thuy Thi Dao，Asmat Ullah，Sungjun Hong，Chi-Hwan Han
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究染料敏化太阳能电池中液态电解质向凝胶态的转变，以提高其稳定性和性能。

研究成果

在染料敏化太阳能电池中使用基于金属有机框架的凝胶电解质，既能提升性能又可增强热应力下的稳定性。该凝胶电解质与二氧化钛光阳极形成良好界面接触，使其效率略高于液态电解质电池。研究表明，该方法及材料在染料敏化太阳能电池商业化及其他能源相关应用方面具有潜力。

研究不足

该研究聚焦于DSSCs中特定MOF基凝胶电解质的应用，可能并不直接适用于其他类型的太阳能电池。未研究除60°C热应力外其他条件下的长期稳定性。

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