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调节聚偏氟乙烯-六氟丙烯凝胶电解质纤维状染料敏化太阳能电池的电解液构型与组成
摘要： 需要一种高效的能量生成装置与柔性电子器件耦合以驱动设备。由于柔性电子器件常用于室内环境，柔性纤维状染料敏化太阳能电池（FDSC）因其弱光条件下仍能保持较高的光-电转换效率，被视为最具前景的能量生成装置。采用凝胶电解质组装FDSC不仅能防止电解质泄漏，还能提升器件柔性与稳定性，尤其在弯曲状态下表现突出。本研究使用聚偏氟乙烯-六氟丙烯（PVdF-HFP）凝胶电解质，制备了由卷曲TiO?纳米管/Ti丝光阳极和铂对电极组成的FDSC。首次通过添加不同PVdF-HFP浓度控制凝胶电解质构型，并针对氧化还原能力与电解质透光率优化电解液中碘浓度。通过细致分析凝胶电解质构型，明确了聚合物多孔层与致密层的功能——前者用于储存液态电解质，后者抑制泄漏与蒸发。当电解液中PVdF-HFP浓度为9%、碘浓度为0.04 M时，FDSC获得最高6.32%的光-电转换效率，这归因于明确的交联结构、丰富的氧化还原反应以及电解质的高透光性带来的充足入射光照。通过电化学阻抗谱和强度调制光电流/光电压谱分析了电荷转移电阻与电荷收集效率。
关键词： 碘、交联、聚(偏氟乙烯-共-六氟丙烯)、纤维状染料敏化太阳能电池、凝胶电解质
更新于2025-09-23 15:19:57
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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
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?？返缪故芰椒矫嬗跋欤阂皇茿l3?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%。
关键词： 稳定性、金属有机框架、染料敏化太阳能电池、热应力、凝胶电解质
更新于2025-09-23 15:19:57