基於poss的固態離子液體及其製備方法和應用的製作方法

2023-06-11 22:43:56 2

基於poss的固態離子液體及其製備方法和應用的製作方法
【專利摘要】本發明屬於有機光電材料【技術領域】，具體為一種基於POSS的固態離子液體及其製備方法和應用。本發明的固態離子液體同時含有POSS和酯類基團取代咪唑碘鹽，是以POSS為核的有機/無機雜化材料，其電導率可通過接枝在POSS上的不同基團來調節。本發明的離子液體可作為固態電解質應用在全固態染料敏化太陽能電池中，能獲得7.1%的能量轉化效率和較好的長效穩定性。與不含POSS的固態離子液體相比，本發明固態電解質不結晶，大量的Si-O鍵使得該固態電解質在二氧化鈦的表面具有很好的浸潤性，有利於固態電解質在二氧化鈦納米孔中的填充和染料的再生。
【專利說明】基於POSS的固態離子液體及其製備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發明屬於有機光電材料【技術領域】,具體涉及ー種基於POSS的固態離子液體及其製備方法，以及作為固態電解質在染料敏化太陽能電池中的應用。
【背景技術】
[0002]染料敏化太陽能電池(Dye-sensitized solar cell,DSSC)是一種基於植物葉綠素光合作用原理研製出的新型太陽能電池，由瑞士M.Gratzel教授於1991年首先提出，故又稱Gratzel電池。這種電池結構簡單，主要由工作電極、電解質和對電極組成。工作電極是通過在導電玻璃基底上燒結ー層納米多孔二氧化鈦膜，並在上面吸附ー層光敏染料而製得。電解質可以是液態的，也可以是準固態和固態的，最常用的是氧化還原電對。對電極一般是鍍有ー層鉬的導電玻璃。
[0003]作為電池的重要組成部分，電解質的作用無可替代。然而傳統的液態電解質多採用こ腈等有機溶剤，這些有機溶劑易揮發，如果封裝不當，會導致電解質的長期穩定性下降，縮短電池的使用壽命。為了避免液態電解質的上述問題，人們開始致力於有機空穴傳輸材料、導電聚合物、P型半導體等固態電解質的研究。這些固態電解質很好地解決了一般液態電解質穩定性差和電池的使用壽命問題，但由於存在ー些固有缺點，如常溫下較低的電導率、與TiO2的接觸不好等等，其應用遠未達到令人滿意的程度。
[0004]在多面低聚倍半矽氧烷(POSS)上連接8個離子液體単元，既可以保持離子液體高導電率的特性，又可以利用POSS的S1-O鍵改善電解質在二氧化鈦表面上的浸潤性，這有利於固態電解質在二氧化鈦納米孔中的填充、染料的有效再生和固態電池器件性能的提高。同時含有POSS和離子液體的化合物常溫下具有較高的電導率，與光陽極TiO2的接觸遠好於一般固態電解質。與傳統液態電解質相比，本發明的離子液體結構簡單、容易製備、易於純化、價格低廉、不易洩露、穩定性高。此外，該類同時含有POSS和酯類基團的離子液體具有良好的光電轉換性能，是ー類優良的光伏材料。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在於提供ー種結構簡單、製備方便、易於純化、價格低廉，具有良好光電轉換性能的固態電解質及其製備方法和應用。
[0006]本發明提供的固態離子液體，是ー類在POSS上連接8個酯基取代的咪唑碘鹽的固態離子液體，這類離子液體具有以下結構通式:
【權利要求】
1.ー種固態離子液體，其特徵在於，在POSS上連接有8個酯基取代的咪唑碘鹽，結構通式為:
2.一種如權利要求1所述的基於POSS的固態離子液體的合成方法，其特徵在於合成路線為:
3.如權利要求1所述的固態離子液體作為固態電解質在全固態染料敏化太陽能電池中的應用。`
【文檔編號】C07F7/21GK103588808SQ201310550231
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月8日 優先權日:2013年11月8日
【發明者】王忠勝, 張偉 申請人:復旦大學