咪唑离子液体聚合物准固态电解质的制备及性能研究

摘要

染料敏化太阳能电池（DSSC）具有成本低、制作工艺简单、可设计性强等传统硅基太阳能电池不具备的优点，成为国内外研究的热点。发展至今，液态电解质是DSSC最高效的空穴传输材料，但是它存在的易泄漏和易挥发等缺点，严重影响了DSSC的长期稳定性，阻碍了DSSC的实际应用推广。 本文针对这一问题开展了相转换法制备离子液体聚合物准固态电解质的研究工作。
　　 首先利用高压水热法制备了两种室温离子液体1-乙烯基-3-丙基咪唑卤代盐(ViPrIm+X,X=Cl, Br, I)和1-丙基三乙氧基硅-3-甲基咪唑碘盐(TESPIm+I-)，通过HPLC、FTIR、1HNMR等测试手段确定了产物结构，优化了合成条件。ViPrIm+X?经自由基聚合得到离子液体聚合物P(ViPrIm+X?)， FTIR、1HNMR、GPC测试结果表明此聚合过程为衰减链转移聚合(DTP)；不同摩尔比的TESPIm+I-和TEOS通过溶胶-凝胶过程制备了不同无机物含量的离子液体功能化聚硅氧烷(IL-SiO2)，试验结果表明该离子液体聚合物中均形成了Si-O-Si结构，其颗粒尺寸在10~500nm之间并且具有良好的热稳定性能。
　　 利用所合成的离子液体聚合物制备了两种离子液体聚合物准固态电解质：单离子传导P(ViPrIm+I?)/PVDF和原位IL-SiO2/PVDF基准固态电解质。其中PVDF薄膜呈多孔结构，离子液体聚合物结构的引入显著降低了整个体系的结晶度；利用电化学方法分析了影响准固态电解质室温离子电导率及I3-的表观扩散系数的因素；太阳能光伏测试系统的测试结果显示，随着体系中离子液体聚合物含量的增大，电池的开启电压增高，暗电流减小，开路电压增大，这两种准固态DSSC体系的最佳光电转换效率分别为2.42%和3.21%。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

第一章 绪论

第二章 试验内容及试验方法

第三章 含有卤素的乙烯基咪唑离子液体的聚合及性能研究

第四章 离子液体功能化聚硅氧烷(IL-SiO2)的制备及应用研究

第五章 总结与展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文