无溶剂太阳能电池新品二元离子液体电解液用于生产无溶剂太阳能电池
太阳能电池作为基础替代能源之一已经引起全球的广泛关注。理论上讲,利用太阳能将光转化为电的过程有害
污染物排放较少,甚至不排放。但实际上,由于获得稳定高效的最优化设备所面临的技术障碍等多种因素的影响,
太阳能电池的技术进展缓慢。近年,基于二氧化钛电极吸附染料分子的燃料敏化太阳能电池(Dye-sensitized solar
cells)作为最引人注目的太阳能电池之一浮出水面。这种电池成本低、制造工艺简便、性能卓越。其作为建筑用艺
术级太阳能电池的光电转换效率更是超过11%,但这些高效太阳能电池普遍采用挥发性有机溶剂作为电解液,挥发
性有机溶剂较高的蒸汽压又限制了电池的室外应用。迄今为止所制备的无溶剂太阳能电池均因替代电解液粘性高的
问题而性能较差。最近,瑞士洛桑理工学院的研究人员研制出一种采用二元离子液体电解液的无溶剂燃料敏化太阳
能电池。该电池在模拟太阳光条件下的光电转换效率为7.6%,是无溶剂太阳能电池的首创产品。
研究组采用两种离子液体的混合物作为氧化还原电解液,与新型高共轭钌基染料共同作用制备无溶剂太阳能电
池。从本质上来说,离子液体蒸汽压为零,因此与浓有机溶剂和低挥发性有机溶剂相比性能更好。但是,离子液体
典型的高粘度,以及大部分开发潜力较好的离子液体由碘离子构成(在染料感光剂淬火时对光电转化率有不利影响),
导致离子液体不能应用于太阳能电池。瑞士洛桑理工学院通过添加包含惰性阴离子的低粘度离子液体解决了这一难
题。低粘度解决了传质问题,而惰性阴离子又抵消了碘离子引起的毒性危害,光电转化效率可达7.6%。更为重要的
是,这种电池在80℃的黑暗条件下性能稳定,而在60℃可见光条件下使用寿命可达1000h,可在室外温暖天气状况
下应用。(古月)
