硫基离子液体电解质拓宽量子点敏化太阳能电池的应用温度范围

引用本文: 史继富, 黄启章, 万青翠, 徐雪青, 李春生, 徐刚. 硫基离子液体电解质拓宽量子点敏化太阳能电池的应用温度范围[J]. 物理化学学报, 2016, 32(4): 822-827. doi: 10.3866/PKU.WHXB201602262 shu

Citation: SHI Ji-Fu, HUANG Qi-Zhang, WAN Qing-Cui, XU Xue-Qing, LI Chun-Sheng, XU Gang. Sulfide-Based Ionic Liquid Electrolyte Widening the Application Temperature Range of Quantum-Dot-Sensitized Solar Cells[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2016, 32(4): 822-827. doi: 10.3866/PKU.WHXB201602262 shu

硫基离子液体电解质拓宽量子点敏化太阳能电池的应用温度范围

史继富 ^1, ,
黄启章 ^1,2, ,
万青翠 ^1, ,
徐雪青 ^{1,
,} ,
李春生 ^{3,
,} ,
徐刚 ^{1,
,}

1.
1. 中国科学院广州能源研究所, 中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室, 广东省新能源和可再生能源重点实验室, 广州 510640;
2.
2. 中国科学院大学, 北京 100049;
3.
3. 华北理工大学化工学院, 河北唐山 063009

通讯作者: 徐雪青, 李春生, 徐刚; 徐雪青, 李春生, 徐刚; 徐雪青, 李春生, 徐刚

基金项目:
国家自然科学基金(21103194, 51506205) (21103194, 51506205)

广东省科技计划(2014A010106018, 2013A011401011) (2014A010106018, 2013A011401011)

粤港合作项目(2014B050505015) (2014B050505015)

广东省特支计划(2014TQ01N610) (2014TQ01N610)

中国科学院广州能源研究所所长创新基金(y307p81001) (y307p81001)

广东省太阳能光热先端材料工程技术研究中心建设项目(2014B090904071)资助 (2014B090904071)

摘要: 制备了1-甲基-3-丙基咪唑硫离子液体电解质,并应用在量子点敏化太阳能电池中。通过优化S和Na₂S的浓度,电解质的电导率在25℃下达到了12.96 mS·cm^-1。差示扫描量热法分析表明离子液体电解质的玻璃化转变温度为-85℃。采用该电解质的量子点敏化太阳能电池在25℃下达到了3.03%的光电转化效率(η),与采用水基电解质的电池的效率3.34%接近。由于本文中的离子液体电解质具有低玻璃化转变温度和不易挥发的优点,采用离子液体电解质的量子点敏化太阳能电池在-20℃ (η=2.32%)及80℃ (η=1.90%)的温度下表现出了比水基电解质优异的光电转化性能。

关键词:

English

Sulfide-Based Ionic Liquid Electrolyte Widening the Application Temperature Range of Quantum-Dot-Sensitized Solar Cells

SHI Ji-Fu ^1, ,
HUANG Qi-Zhang ^1,2, ,
WAN Qing-Cui ^1, ,
XU Xue-Qing ^{1,
,} ,
LI Chun-Sheng ^{3,
,} ,
XU Gang ^{1,
,}

1.
1. Guangzhou Institute of Energy Conversion, Key Laboratory of Renewable Energy and Gas Hydrate, Guangdong Key Laboratory of New and Renewable Energy Research and Development, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640, P. R. China;
2.
2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, P. R. China;
3.
3. College of Chemical Engineering, North China University of Science and Technology, Tangshan 063009, Hebei Province, P. R. China

Corresponding author: 徐雪青, 李春生, 徐刚; 徐雪青, 李春生, 徐刚; 徐雪青, 李春生, 徐刚

Received Date: 22 January 2016
Available Online: 26 February 2016
Fund Project:
国家自然科学基金(21103194, 51506205)

广东省科技计划(2014A010106018, 2013A011401011)

粤港合作项目(2014B050505015)

广东省特支计划(2014TQ01N610)

中国科学院广州能源研究所所长创新基金(y307p81001)

广东省太阳能光热先端材料工程技术研究中心建设项目(2014B090904071)资助

Abstract: We report the preparation and application of a 1-methyl-3-propylimidazolium sulfide-based ionic liquid electrolyte for quantum-dot-sensitized solar cells. By optimizing the concentrations of S and Na₂S, a considerable conductivity of 12.96 mS·cm^-1 is achieved at 25℃. Differential scanning calorimetry indicates that the glass transition temperature of the electrolyte is-85℃. The quantum-dot-sensitized solar cell assembled with this ionic liquid electrolyte displays a high energy conversion efficiency (η) of 3.03% at 25℃, which is comparable to the efficiency of quantum-dot-sensitized solar cells using a water-based polysulfide electrolyte (η= 3.34%). Due to the favorable thermal properties of this ionic liquid electrolyte (lower glass transition temperature and nonvolatility at higher temperatures), the quantum-dot-sensitized solar cell maintains satisfactory η even at-20℃ (η= 2.32%) and 80℃ (η= 1.90%), which is superior to the cell using the water-based polysulfide electrolyte.

Key words:

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通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

1.
沈阳化工大学材料科学与工程学院沈阳 110142

硫基离子液体电解质拓宽量子点敏化太阳能电池的应用温度范围

通讯作者: 徐雪青, 李春生, 徐刚; 徐雪青, 李春生, 徐刚; 徐雪青, 李春生, 徐刚

English

Sulfide-Based Ionic Liquid Electrolyte Widening the Application Temperature Range of Quantum-Dot-Sensitized Solar Cells

Corresponding author: 徐雪青, 李春生, 徐刚; 徐雪青, 李春生, 徐刚; 徐雪青, 李春生, 徐刚

CCS Chemistry：嵌段共聚物自组装成 “三明治”二维有机材料，实现纳米级压力传感功能

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中国化学会秘书处

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English

Sulfide-Based Ionic Liquid Electrolyte Widening the Application Temperature Range of Quantum-Dot-Sensitized Solar Cells

Corresponding author: 徐雪青, 李春生, 徐刚; 徐雪青, 李春生, 徐刚; 徐雪青, 李春生, 徐刚

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