專(zhuān)利名稱(chēng)：：電解質(zhì)組合物及使用其的染料敏化太陽(yáng)能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及電解質(zhì)組合物及使用該電解質(zhì)組合物的染料敏化太陽(yáng)能電池(dyesensitizedsolarcell,DSSC)，且特別是涉及由離子液體組成的電解質(zhì)組合物及使用該電解質(zhì)組合物的染料敏化太陽(yáng)能電池。
背景技術(shù)：
：一般電池均需兩種金屬或金屬化合物作為正、負(fù)電極，并且在電池內(nèi)部通過(guò)電解質(zhì)中的陰陽(yáng)離子進(jìn)行傳導(dǎo)，電池外部則通過(guò)電子的流動(dòng)完成通路。其中，由于太陽(yáng)能可取之不盡用之不竭，因此太陽(yáng)能電池的研究與開(kāi)發(fā)越來(lái)越受到廣泛的關(guān)注。其中，染料敏化太陽(yáng)能電池具有成本低以及可塑性高等優(yōu)勢(shì)，并且具有可使用室內(nèi)光源發(fā)電、不受日照角度影響等特點(diǎn)。因此，近來(lái)染料敏化太陽(yáng)能電池已經(jīng)成為太陽(yáng)能電池研究熱點(diǎn)之一。染料敏化太陽(yáng)能電池具有的基本結(jié)構(gòu)包括上、下層的導(dǎo)電玻璃((Sn02:F)，簡(jiǎn)稱(chēng)為FT0)，其中一層導(dǎo)電玻璃表面具有納米級(jí)二氧化鈦(TiO2)半導(dǎo)體顆粒，另一層導(dǎo)電玻璃上具有鉬膜，兩導(dǎo)電玻璃之間夾置有幫助導(dǎo)電的電解質(zhì)；以及最關(guān)鍵的、對(duì)太陽(yáng)光有敏化作用的染料(dye)，該染料吸附在二氧化鈦顆粒上。如圖1所示，在染料敏化太陽(yáng)能電池的制造中，首先提供玻璃基板1，然后在玻璃基板上形成一層透明導(dǎo)電氧化物(TCO，transparentconductingoxide)2，然后在該透明導(dǎo)電氧化物上沉積η型半導(dǎo)體電極4，該半導(dǎo)體電極4包括二氧化鈦顆粒3和吸附在其表面上的染料，接著將鉬(Pt)膜6鍍?cè)诓ＡЩ?上作為對(duì)電極5，接著利用封裝材料8、11將上、下玻璃基板的周?chē)潭ㄔ谝黄?，只留下電解質(zhì)注入口，然后在半導(dǎo)體電極4與對(duì)電極5之間注入電解質(zhì)(electrolyte)10。染料敏化太陽(yáng)能電池的工作原理為(1)吸附在半導(dǎo)體電極(TiO2)表面的染料經(jīng)入射光子激發(fā)之后，染料分子中的電子會(huì)從基態(tài)激發(fā)至激發(fā)態(tài)(S+hv—S*)；(2)之后，將電子注入TiO2半導(dǎo)體電極的導(dǎo)帶(conductionband)，注入TiO2導(dǎo)帶的電子通過(guò)擴(kuò)散傳遞到TCO電極上，同時(shí)傳導(dǎo)至外部回路，此時(shí)染料分子處于氧化狀態(tài)(S*—S++e_)；(3)電解液中存在氧化還原對(duì)(通常是1_/13_)，氧化后的染料與氧化還原電解液反應(yīng)，回到基態(tài)，而還原劑被氧化(s++r—S+I3_)；被氧化后的還原劑電解液13_擴(kuò)散到對(duì)面的鉬電極上，通過(guò)外部回路傳入的電子而再還原成r，經(jīng)過(guò)這樣不斷的循環(huán)而連續(xù)運(yùn)行(i3-+e_—D。實(shí)際上，目前染料敏化太陽(yáng)能電池的最高光電轉(zhuǎn)換效率可超過(guò)11%。但問(wèn)題是這類(lèi)高效率太陽(yáng)能電池利用易揮發(fā)的有機(jī)溶劑(例如乙腈或3-甲氧基丙腈)作為電解液，這就限制了這類(lèi)電池的戶(hù)外應(yīng)用。因此科研人員利用離子液體作為電解液來(lái)制造一種非揮發(fā)性染料敏化太陽(yáng)能電池，而染料敏化太陽(yáng)能電池最常使用的離子液體為由咪唑陽(yáng)離子和碘離子或由咪唑陽(yáng)離子與其它陰離子所形成的離子液體。但是，由于離子液體的高粘度會(huì)對(duì)光電轉(zhuǎn)換效率有不良影響，因此妨礙了其在太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的在于提供以共熔離子液體作為電解液的電解質(zhì)組合物，該電解質(zhì)組合物具有粘度低、電化學(xué)操作與適用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的再一目的在于提供使用上述電解質(zhì)組合物的染料敏化太陽(yáng)能電池，該染料敏化太陽(yáng)能電池的電解質(zhì)組合物原料便宜且制備簡(jiǎn)單。為了達(dá)到上述第一目的，本發(fā)明提供一種電解質(zhì)組合物，其包括氧化還原對(duì)；以及共熔離子液體，其由膽堿商化物或其衍生物和醇混合形成，或者由膽堿商化物或其衍生物和尿素混合形成。本發(fā)明的另一種電解質(zhì)組合物為二元離子液體電解質(zhì)，其包括氧化還原對(duì)、咪唑類(lèi)離子液體以及粘度比咪唑類(lèi)離子液體低的第一離子液體。為了達(dá)到上述第二目的，本發(fā)明提供染料敏化太陽(yáng)能電池，其包括半導(dǎo)體電極，該半導(dǎo)體電極的表面上吸附有一種染料；對(duì)電極，其面對(duì)該半導(dǎo)體電極；以及電解質(zhì)組合物，其置于該半導(dǎo)體電極與該對(duì)電極之間，其中該電解質(zhì)組合物包括氧化還原對(duì)以及共熔離子液體，而該共熔離子液體由膽堿鹵化物或其衍生物和醇混合形成，或者由膽堿鹵化物或其衍生物和尿素混合形成。本發(fā)明還可利用兩種共熔離子液體的混合物(二元離子液體)作為氧化還原電解液來(lái)制造非揮發(fā)性太陽(yáng)能電池。另一加入的離子液體例如為普遍使用的咪唑類(lèi)離子液體。本發(fā)明利用由膽堿鹵化物或其衍生物和醇所形成的共熔離子液體，或者由膽堿鹵化物或其衍生物和尿素所形成的共熔離子液體作為電池的電解液來(lái)制造染料敏化太陽(yáng)能電池，而與僅使用咪唑類(lèi)離子液體作為電池的電解液的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的電解質(zhì)具有制備簡(jiǎn)單、較佳的生物相容性(biocompatibility)等特點(diǎn)。另外，以該電解質(zhì)制造的太陽(yáng)能電池具有可接受的光電轉(zhuǎn)換效率。為使本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更加明了，下文結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖1為現(xiàn)有技術(shù)的染料敏化太陽(yáng)能電池的基本結(jié)構(gòu)。圖2為甘油的摩爾百分比對(duì)熔點(diǎn)的曲線(xiàn)圖，其中甘油和碘化丁酰膽堿分別以41、31、21、11和12的摩爾比混合。圖3為使用實(shí)施例6的電解質(zhì)組合物的染料敏化太陽(yáng)能電池的電流密度_電壓特性曲線(xiàn)圖。圖4為使用實(shí)施例7的電解質(zhì)組合物的染料敏化太陽(yáng)能電池的電流密度_電壓特性曲線(xiàn)圖。圖5為使用對(duì)照實(shí)施例1的電解質(zhì)組合物的染料敏化太陽(yáng)能電池的電流密度_電壓特性曲線(xiàn)圖。主要元件的附圖標(biāo)記說(shuō)明1玻璃基板2透明導(dǎo)電氧化物3二氧化鈦顆粒4η型半導(dǎo)體電極5對(duì)電極6鉬膜7玻璃基板8環(huán)氧樹(shù)脂9電解質(zhì)10封裝材料具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述與其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)變得更明顯易懂，現(xiàn)在將在下文中參照附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。然而，應(yīng)理解，所述實(shí)施例僅用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行舉例說(shuō)明，而不限定本發(fā)明的精神與范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員可對(duì)其進(jìn)行修改而得到等效實(shí)施例。本發(fā)明的染料敏化太陽(yáng)能電池所使用的電解質(zhì)組合物包括氧化還原對(duì)；以及共熔離子液體，該共熔離子液體由膽堿鹵化物或其衍生物和醇混合形成，或由膽堿鹵化物或其衍生物和尿素混合形成。本發(fā)明的染料敏化太陽(yáng)能電池包括半導(dǎo)體電極，該半導(dǎo)體電極的表面上吸附有一種染料；對(duì)電極，其面對(duì)該半導(dǎo)體電極；以及電解質(zhì)組合物，其置于該半導(dǎo)體電極與該對(duì)電極之間，其中該電解質(zhì)組合物包括氧化還原對(duì)以及共熔離子液體，該共熔離子液體由膽堿鹵化物或其衍生物和醇混合形成，或由膽堿商化物或其衍生物和尿素混合形成。在本發(fā)明所使用的共熔離子液體中，膽堿鹵化物的衍生物例如包括烷酰膽堿例如碘化丁酰膽堿、或氯化丁酰膽堿等，以及鹵化銨烷酰膽堿例如氯化銨甲酰膽堿，醇例如為甘油、乙二醇、丁二醇等。還可向本發(fā)明的電解質(zhì)組合物中加入第二離子液體，例如普遍使用的咪唑類(lèi)離子液體，而該咪唑類(lèi)離子液體可與由膽堿鹵化物或其衍生物和醇或尿素所形成的共熔離子液體一起形成二元離子液體來(lái)作為染料敏化太陽(yáng)能電池的電解液。該咪唑類(lèi)離子液體一般為碘化1-烷基-3-甲基咪唑錯(cuò),例如碘化1-乙基-3-甲基咪唑錯(cuò)、碘化1-己基-3-甲基咪唑錯(cuò)或碘化1-丙基-3-甲基咪唑錯(cuò)?？上虮景l(fā)明的電解質(zhì)組合物中加入添加劑，例如碘化鋰、碘化銨、四丁基碘化銨、碘化1，2_二甲基-3-丙基咪唑錯(cuò)、N-甲基苯并咪唑、或硫氰酸胍(guanidinethiocyanate,GuSCN)。添加劑的作用不同，一般可使電解質(zhì)穩(wěn)定、提升電池效能、避免不必要的副反應(yīng)產(chǎn)生、以及延長(zhǎng)電池的使用壽命。本發(fā)明電解質(zhì)組合物中所使用的氧化還原對(duì)例如為碘離子與三碘離子(I_/If)、溴與溴離子(Br2/Br_)或硫化氰與硫氰酸根離子(SCN)2/SCN_。本發(fā)明所使用的染料例如為羧酸多吡啶釕(carboxylatepolypyridylruthenium)、月粦酸多口比口定釘(phosphonatepolypyridylruthenium)或多核聯(lián)口比唆釕(polynuclearbipyridylruthenium)。本發(fā)明利用由膽堿鹵化物或其衍生物和醇所形成的共熔離子液體(或者由膽堿鹵化物或其衍生物和尿素所形成的共熔離子液體)作為電池的電解液來(lái)制造染料敏化太陽(yáng)能電池，而與使用咪唑類(lèi)離子液體作為電池的電解液的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的染料敏化太陽(yáng)能電池具有可接受的光電轉(zhuǎn)換效率。下文所提供的實(shí)施例僅用于闡述本發(fā)明的技術(shù)手段，而非用于限制本發(fā)明的技術(shù)范圍。共熔離子液體的制備實(shí)施例1將甘油(glycerol)(熔點(diǎn)18°C)和碘化丁酰膽堿(butyrylcholineiodide)(熔點(diǎn)87°_89°C)分別以41、31、21、11和12的摩爾比加入到錐形燒瓶中進(jìn)行混合，然后利用差示掃描熱量?jī)x(differentialscanningcalorimetry,DSC)測(cè)量這些由甘油和碘化丁酰膽堿所形成的混合物的熔點(diǎn)，其結(jié)果如圖2所示。在圖2中，G表示甘油，BCI表示碘化丁酰膽堿，而G·BCI(χy)表示甘油和碘化丁酰膽堿以χy的摩爾比混合。由圖2可知，當(dāng)甘油和碘化丁酰膽堿以31的摩爾比混合時(shí)，利用差示掃描熱量分析儀對(duì)此混合物所測(cè)得的熔點(diǎn)約為25°C。因此，若以甘油和丁酰膽堿鹵化物混合，較佳的摩爾比為2.513.51。在實(shí)施例2-5中，先將甘油和碘化丁酰膽堿以31的摩爾比加入錐形燒瓶中進(jìn)行混合，然后在60°C下，對(duì)此混合物進(jìn)行加熱直至形成透明、均相的液體，如此，即可獲得由碘化丁酰膽堿和甘油所形成的共熔離子液體作為染料敏化太陽(yáng)能電池的電解液。在實(shí)施例6-7中，合成方法與實(shí)施例2-5類(lèi)似，而實(shí)施例6中先將氯化膽堿與甘油以12的摩爾比混合，并且加熱至50°C，直到形成均相、無(wú)色的液體。如此，即可獲得由氯化膽堿和甘油所形成的共熔離子液體作為染料敏化太陽(yáng)能電池的電解液。實(shí)施例7中先將氯化膽堿與尿素以12的摩爾比混合，并且加熱至50°C，直到形成均相、無(wú)色的液體。如此，即可獲得由氯化膽堿和尿素所形成的共熔離子液體作為染料敏化太陽(yáng)能電池的電解液。電解液內(nèi)添加不同碘化物所造成的影響實(shí)施例2在實(shí)施例1獲得的由碘化丁酰膽堿和甘油所形成的共熔離子液體中，加入0.2M的碘(I2)和0.5M的N-甲基苯并咪唑(N-methyl-benzimidazole)作為添加劑而獲得電池的電解液。其中，碘化丁酰膽堿和甘油所形成的共熔離子液體的結(jié)構(gòu)式則如下所示<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>Χ_:Γ[化學(xué)式1]實(shí)施例3除了另外加入0.5Μ的碘化銨(NH4I)以外，其余組分與實(shí)施例2的電池的電解液相同。實(shí)施例4除了另外加入0.5M碘化1，2-二甲基-3-丙基咪唑錯(cuò)(1，2-dimethyl-3-propylimidazoliumiodide,DMPII)以外，其余組分與實(shí)施例2的電池的電解液相同。實(shí)施例5除了另外加入0.5M的碘化銨和0.5M的碘化1，2_二甲基-3-丙基咪唑鏡(1，2-dimethyl-3-propylimidazoliumiodide,DMPII)以外，其余組分與實(shí)施例2的電池的電解液相同。二元離子液體電解質(zhì)的制備對(duì)于非揮發(fā)性的太陽(yáng)能電池而言，由于咪唑類(lèi)離子液體的粘度較高，影響電池的性能，因此本發(fā)明的實(shí)施例利用二元離子液體(binaryionicliquid)作為氧化還原電解液來(lái)制造非揮發(fā)性的太陽(yáng)能電池。由于其產(chǎn)生類(lèi)似Grotthus電子交換機(jī)理的質(zhì)傳作用，因此擴(kuò)散速率及/或離子遷移率不會(huì)大幅降低。實(shí)施例6-7制備不同組成的二元離子液體電解質(zhì)，其包含Γ/Ι3_(氧化還原對(duì))、碘化1-丙基-3-甲基咪唑錯(cuò)i(PMII，第二離子液體)、N-甲基苯并咪唑(NMBI，添加劑)并且使用甘油氯化膽堿(G.CC)或尿素氯化膽堿(U.CC)(第一離子液體)。在實(shí)施例6中，第一離子液體為甘油氯化膽堿(G.CX，X代表鹵素，在此實(shí)施例中代表氯)，其結(jié)構(gòu)如以下化學(xué)式2所示。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>X_:Cr[化學(xué)式2]在實(shí)施例7中，第一離子液體為尿素氯化膽堿(U.CX,X代表鹵素，在此實(shí)施例中代表氯)，其結(jié)構(gòu)如以下化學(xué)式3所示<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>X_:Cr[化學(xué)式3]不同離子液體電解質(zhì)的制備實(shí)施例8-9制備不同組成的離子液體電解質(zhì)，其包含0.2M的I2、0.5M的N-甲基苯并咪唑(NMBI，添加劑)，并使用甘油碘化膽堿(G.Cl)或甘油碘化丁酰膽堿(G.BCI)作為其Γ源及溶劑(第一離子液體)。對(duì)照實(shí)施例1本實(shí)施例使用溶劑型電解質(zhì)來(lái)制造染料敏化太陽(yáng)能電池，并作為實(shí)施例6與7的對(duì)照組。該染料敏化太陽(yáng)能電池大致與上述實(shí)施例67相同，除了其選用乙腈(AN)和戊腈(VN)作為電解質(zhì)的溶劑并且以0.IM的碘化鋰與0.05M的4-叔丁基吡啶(4-tert-butylpyridine,TBP)作為添加劑之外。實(shí)施例6、7及對(duì)照實(shí)施例1的電解質(zhì)組成列于表1中。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>對(duì)照實(shí)施例2本對(duì)照實(shí)施例使用MichaelGraetzel的二元離子液體(碘化1_丙基_3_甲基咪唑錯(cuò)和四氰基硼酸1-乙基-3-甲基咪唑錯(cuò)[PMII/EMIB(CN)4])作為電解液來(lái)制造染料敏化太陽(yáng)能電池，并且還加入了硫氰酸胍添加劑，并作為實(shí)施例8與9的對(duì)照組。實(shí)施例8、9及對(duì)照實(shí)施例2的電解質(zhì)組成列于表2中。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實(shí)驗(yàn)例1(評(píng)價(jià)使用本發(fā)明實(shí)施例2至5的電解質(zhì)組合物的染料敏化太陽(yáng)能電池的效能)在染料敏化太陽(yáng)能電池的制造中，首先提供一個(gè)玻璃基板，然后在玻璃基板上形成一層透明導(dǎo)電氧化物(TCO，transparentconductingoxide)，然后在該透明導(dǎo)電的氧化物上利用網(wǎng)印沉積二氧化鈦顆粒，將該半導(dǎo)體電極浸入染料中，使染料充分吸附于二氧化鈦顆粒上，接著將鉬膜鍍?cè)诰哂型该鲗?dǎo)電氧化物的另一玻璃基板上作為對(duì)電極。利用封裝材料將上、下玻璃基板的周?chē)潭ㄔ谝黄?，只留下電解質(zhì)注入口，然后在半導(dǎo)體電極與對(duì)電極之間注入電解質(zhì)(electrolyte)。利用AUTOLABPlO的恒電位儀及使用太陽(yáng)光模擬器(Newport)solarsimulatorAMI.5,100mff/cm2)照射掃描，其以每秒5mV的掃描速度從電池開(kāi)路電壓V。。掃描到零電壓，并記錄染料敏化太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電流大小，由此可獲得電流密度對(duì)電壓的特性曲線(xiàn)(J-Vcurve)，以評(píng)價(jià)染料敏化太陽(yáng)能電池效能，其結(jié)果列于表3中，其中FF(Hllfactor)為填充因子，η為光電轉(zhuǎn)換效率，二者分別依公式(1)與(2)計(jì)算而得<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>(1)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>(2)其中，Jm最大輸出功率時(shí)的電流密度Vm:最大輸出功率時(shí)的電壓Js。短路電流密度Voc開(kāi)路電壓Ps太陽(yáng)光模擬器的輸入功率(即，lOOmW/cm2)。由表3可知，在碘化丁酰膽堿和甘油所形成的共熔離子液體電解液中添加不同的碘化物確實(shí)能增強(qiáng)染料敏化太陽(yáng)能電池的效能。這主要是因?yàn)檫@些碘化物的陽(yáng)離子在增強(qiáng)染料敏化太陽(yáng)能電池的效能方面具有特殊功能。例如DMPI+可吸附在TiO2納米顆粒的表面，因而阻塞了TiO2納米顆粒的缺陷位置(defectsites)，如此即可使已傳輸?shù)絋iO2納米顆粒的光電子不會(huì)被電解液中的三碘離子(If)捕捉。即DMPI+可防止電子在TiO2納米顆粒與電解質(zhì)的界面再回流，因而能達(dá)到提高電流、增加電解液導(dǎo)電能力等功能。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實(shí)驗(yàn)例2(評(píng)價(jià)使用本發(fā)明實(shí)施例6至7的電解質(zhì)組合物的染料敏化太陽(yáng)能電池的效能)分別將實(shí)施例6、實(shí)施例7的二元離子液體與對(duì)照實(shí)施例1的電解質(zhì)應(yīng)用到染料敏化太陽(yáng)能電池。在此，染料敏化太陽(yáng)能電池的陰極采用濺射有鉬的透明導(dǎo)電玻璃電極，陽(yáng)極為網(wǎng)印的納米/微米二氧化鈦復(fù)合導(dǎo)電玻璃電極(厚度6微米)，二氧化鈦顆粒表面吸附染料，電解質(zhì)則注入到陰極與陽(yáng)極之間而完成電池組裝。利用AUTOLABPlO的恒電位儀及使用太陽(yáng)光模擬器(Newport)solarsimulatorAMI.5，100mff/cm2)照射掃描，其以每秒5mV的掃描速度從電池開(kāi)路電壓V。。掃描到零電壓，并記錄染料敏化太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電流大小，由此可獲得電流密度對(duì)電壓的特性曲線(xiàn)(如圖3、4和5所示)，以評(píng)價(jià)染料敏化太陽(yáng)能電池效能，其結(jié)果列于表4中。從表4可知，以實(shí)施例6和實(shí)施例7的電解質(zhì)組合物制造的電池具有可接受的Noc和Jse。尤其是，根據(jù)實(shí)施例6制得的電池的光電轉(zhuǎn)換效率更與一般溶劑型電解質(zhì)制造的電池(對(duì)照實(shí)施例1)相當(dāng)。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>由上可知，以粘度較低的非揮發(fā)性離子液體(如G.CX或U.CX)代替?zhèn)鹘y(tǒng)電解質(zhì)溶齊U，可避免溶劑揮發(fā)所引起的問(wèn)題。另外，G.CX或U.CX具有可回收性和環(huán)境友好性，并且在制造過(guò)程中無(wú)副產(chǎn)物生成，無(wú)需額外的純化步驟，且所制成電池的光電轉(zhuǎn)換效率與溶劑型電解質(zhì)制造的電池近似。因此非常適合應(yīng)用到染料敏化太陽(yáng)能電池系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)例3(在相同的工作條件下，比較使用不同共熔離子液體組合物作為電解液的染料敏化太陽(yáng)能電池的效能)本實(shí)驗(yàn)例為了進(jìn)一步提高TiO2納米顆粒的表面積，將陽(yáng)極浸泡到TiCl4溶液中處理，并使本發(fā)明的共熔離子液體達(dá)到最佳狀態(tài)。然后利用AUTOLABPlO的恒電位儀及使用太陽(yáng)光模擬器(lOOmW/cm2)分別對(duì)使用實(shí)施例8、實(shí)施例9以及對(duì)照實(shí)施例2作為電解液的染料敏化太陽(yáng)能電池進(jìn)行照射掃描，由此可獲得電流密度對(duì)電壓的特性曲線(xiàn)，以評(píng)價(jià)染料敏化太陽(yáng)能電池效能，其太陽(yáng)能電池效能分別列于表5中。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>由表5可知，使用本發(fā)明的共熔離子液體(由烷酰膽堿鹵化物和甘油形成)作為電解液的染料敏化太陽(yáng)能電池與對(duì)照實(shí)施例2中使用MichaelGraetzel的二元離子液體(碘化I-丙基-3-甲基咪唑錯(cuò)和四氰基硼酸1-乙基-3-甲基咪唑錯(cuò)[PMII/EMIB(CN)4])作為電解液的染料敏化太陽(yáng)能電池的效能相當(dāng)。因此，使用本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中的由烷酰膽堿鹵化物和甘油所形成的共熔離子液體作為電解液的染料敏化太陽(yáng)能電池具有高的效能，同時(shí)由于本實(shí)施例電解液不含有碘化ι-丙基-3-甲基咪唑It并且使吸水特性降低，因此可使染料敏化太陽(yáng)能電池更便宜、更穩(wěn)定且更環(huán)保。此外，由于烷酰膽堿鹵化物上的烷?；拇嬖?，會(huì)使氮原子上的電荷較為離域化(delocalized)，從而使得碘離子受到較少束縛，因而有利于增加電解液的導(dǎo)電能力。此外，在染料敏化太陽(yáng)能電池的電解液中，本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中利用了由甘油和鹵化膽堿所形成的混合物作為低粘度離子液體來(lái)降低咪唑類(lèi)離子液體的黏度，但是鹵化膽堿上的-OH基容易吸水，整個(gè)制造過(guò)程均須在手套箱(glovebox)中進(jìn)行，因此，本發(fā)明優(yōu)選使用烷酰膽堿鹵化物以解決上述問(wèn)題。權(quán)利要求電解質(zhì)組合物，包括氧化還原對(duì)；以及共熔離子液體，其由膽堿鹵化物或其衍生物和醇混合形成，或者由膽堿鹵化物或其衍生物和尿素混合形成。2.權(quán)利要求1的電解質(zhì)組合物，其中，該膽堿鹵化物衍生物為烷酰膽堿鹵化物、或鹵化銨烷酰膽堿。3.權(quán)利要求2的電解質(zhì)組合物，其中，該烷酰膽堿鹵化物為丁酰膽堿鹵化物，該醇為甘油，且該丁酰膽堿鹵化物與該甘油以2.513.51的摩爾比形成該共熔離子液體。4.權(quán)利要求1的電解質(zhì)組合物，進(jìn)一步包括包括第二離子液體。5.權(quán)利要求4的電解質(zhì)組合物，其中該第二離子液體為咪唑類(lèi)離子液體。6.權(quán)利要求5的電解質(zhì)組合物，其中，該咪唑類(lèi)離子液體為碘化1-烷基-3-甲基咪唑錯(cuò)。7.權(quán)利要求1的電解質(zhì)組合物，進(jìn)一步包括添加劑，該添加劑選自碘化鋰、碘化銨、四丁基碘化銨、N-甲基苯并咪唑和碘化1，2-二甲基-3-丙基咪唑錯(cuò)。8.權(quán)利要求1的電解質(zhì)組合物，其中，該氧化還原對(duì)選自碘離子與三碘離子(Γ/Ι3_)、溴與溴離子(Br2/Br_)及硫化氰與硫氰酸根離子(SCN)2/SCN_)。9.染料敏化太陽(yáng)能電池，包括半導(dǎo)體電極，該半導(dǎo)體電極的表面上吸附有染料；對(duì)電極，其面對(duì)該半導(dǎo)體電極；以及電解質(zhì)組合物，其置于該半導(dǎo)體電極與該對(duì)電極之間，該電解質(zhì)組合物包括氧化還原對(duì)、以及至少一種共熔離子液體，該共熔離子液體由膽堿鹵化物或其衍生物和醇混合形成，或者由膽堿商化物或其衍生物和尿素混合形成。10.權(quán)利要求9的染料敏化太陽(yáng)能電池，其中，該膽堿鹵化物衍生物為烷酰膽堿鹵化物、或商化銨烷酰膽堿。11.權(quán)利要求10的染料敏化太陽(yáng)能電池，其中，該烷酰膽堿鹵化物為丁酰膽堿鹵化物，該醇為甘油，且該丁酰膽堿鹵化物與該甘油以2.513.51的摩爾比形成該共熔離子液體。12.權(quán)利要求9的染料敏化太陽(yáng)能電池，進(jìn)一步包括第二離子液體。13.權(quán)利要求12的染料敏化太陽(yáng)能電池，其中該第二離子液體為咪唑類(lèi)離子液體。14.權(quán)利要求13的染料敏化太陽(yáng)能電池，其中，該咪唑類(lèi)離子液體為碘化1-烷基-3-甲基咪唑輸。15.權(quán)利要求9的染料敏化太陽(yáng)能電池，進(jìn)一步包括添加劑，該添加劑選自碘化鋰、碘化銨、N-甲基苯并咪唑、四丁基碘化銨和碘化1，2_二甲基-3-丙基咪唑錯(cuò)。16.權(quán)利要求9的染料敏化太陽(yáng)能電池，其中，該氧化還原對(duì)選自碘離子與三碘離子(Γ/Ι3_)、溴與溴離子(Br2/Br_)及硫化氰與硫氰酸根離子((SCN)2/SCN_)。17.權(quán)利要求9的染料敏化太陽(yáng)能電池，其中，該染料為羧酸多吡啶釕、膦酸多吡啶釕或多核聯(lián)吡啶釕。全文摘要本發(fā)明涉及電解質(zhì)組合物及使用該電解質(zhì)組合物的染料敏化太陽(yáng)能電池。所述染料敏化太陽(yáng)能電池包括半導(dǎo)體電極，該半導(dǎo)體電極的表面上吸附有染料；對(duì)電極；以及電解質(zhì)組合物，其置于該半導(dǎo)體電極與該對(duì)電極之間，該電解質(zhì)組合物包括氧化還原對(duì)，以及由膽堿鹵化物或其衍生物與醇或尿素混合所形成的共熔離子液體。文檔編號(hào)H01G9/035GK101826396SQ20091020774公開(kāi)日2010年9月8日申請(qǐng)日期2009年10月22日優(yōu)先權(quán)日2009年3月5日發(fā)明者馮憲平,衛(wèi)子健,張雅慧,彭超,藍(lán)若琳,許雯琪,鄭海鵬,鐘惠如,陳文祥申請(qǐng)人:健鼎(無(wú)錫)電子有限公司