● 摘要
1991年M. Grätzel教授首次报道了具有7.1-7.9 %光电转换效率的染料敏化太阳电池(dye-sensitized solar cells(DSSC))，DSSC因为结构简单、成本低廉、易于制造等优点为光伏转换器件的再发展提供了新的思路。发展至今，液态电解质是DSSC最高效的电子传输材料，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。本论文主要是合成研究两种不同种类的固态电解质，并将它们应用在染料敏化太阳电池中，用于发展无泄漏，实用性高的染料敏化太阳电池。
合成了有机离子塑性晶体碘化胆碱([Choline][I])，并用核磁、DSC进行了表征。然后以该离子塑性晶体为基质，通过添加碘单质和1、2-二甲基-3-丙基咪唑碘盐(DMPII)来制备能用于DSSC的塑晶固态电解质，并进行一系列的测试研究。以上述固态塑晶电解质制备的DSSC，在70 ℃、模拟太阳光(光强100 mW cm-2)下的光电转换效率可达2.5%，并且经过一周时间的稳定性测试后仍可保持初始光电转换效率的90%以上，表现出了良好的稳定性。
采用硅氢加成反应把N-烯丙基咪唑引入到聚甲基氢硅氧烷聚合物中，然后在咪唑环的N原子处经季胺化反应合成一种新型的咪唑复合聚合物类的功能化聚硅氧烷。结合咪唑碘盐离子液体的特性和聚合物的网状结构特性，制备一种新型的聚合物基电解质。制备的功能化聚硅氧烷也是I- 的主要来源，代替了无机碘盐，解决了无机盐与聚合物相容性差的问题。我们制备了含PAN比例为15 wt%的最优电解质，制备的DSSC的电流密度及光电转换效率达到了10.4 mA cm-2和1.73%。