0mg 三水合硝酸銅置于燒杯中，加入0.5mL N,Nr -二甲基甲酰胺、0.5mL 二甲基亞楓和0.08mL濃度為lmol/L的硝酸水溶液，超聲處理20min使其充分溶解后，移至帶聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應釜中，放入電熱鼓風干燥箱，以5°C /min速率升溫至110°C進行加熱反應，保溫24h后，以5°C/min速率降至室溫，然后離心過濾分離反應產(chǎn)物晶體，經(jīng)25°C溫度干燥，得到金屬有機框架 Cu2 (EBTC) (H20) 2.8H20.DMF.DMS0 晶體；
[0037](1-2)稱取 lOOmg 上述金屬有機框架 Cu2(EBTC) (H20)2.8H20.DMF.DMS0 晶體置于玻璃瓶中，加入10mL甲醇，密封、并在25°C溫度下浸泡24h后離心過濾，然后放置在溫度為130°C、絕對真空度為0.015MPa的真空干燥箱內(nèi)活化12h，制得無溶劑客體分子的金屬有機框架材料，移至瑪瑙碾缽碾磨至粉末顆粒粒度為1?20 μ m，即得到金屬有機框架Cu2 (EBTC) (H20) 2.8H20.DMF.DMS0 粉體顆粒；
[0038](2)準固態(tài)電解質(zhì)的制備
[0039]稱取50mg上述金屬有機框架Cu2 (EBTC) (H20) 2.8H20.DMF.DMS0粉體置于玻璃瓶中，加入200mg上述電解液，均勻連續(xù)攪拌30min，然后放置在溫度為25°C、絕對真空度為0.015MPa的真空干燥箱內(nèi)，保持12h后，即制得離子液體-金屬有機框架準固態(tài)電解質(zhì)。
[0040]實施例三:
[0041]1、本實施例一種用于染料敏化太陽能電池的準固態(tài)電解質(zhì)，包括液體電解液、凝膠劑。其中，電解液由0.25mol/L碘單質(zhì)、0.45mol/L添加劑N-甲基苯并咪唑、其余為溶劑1，2-甲基-3-丙基咪唑碘組成；凝膠劑為金屬有機框架[Cu2(BBTC) (H20)2].2DMS0.(H20)4粉體，在準固態(tài)電解質(zhì)中的用量為30wt %。
[0042]2、上述用于染料敏化太陽能電池的準固態(tài)電解質(zhì)的制備方法，其步驟如下:
[0043](1)金屬有機框架凝膠劑的制備
[0044](1-1)稱取 5mg 1,1' -丁二炔苯 _3，3' ,5,51 -四羧酸(H4BBTC)和 8mg 三水合硝酸銅置于燒杯中，加入0.25mL 二甲基亞楓、0.lmL甲醇和0.03mL濃度為lmol/L的硝酸水溶液，超聲處理30min使其充分溶解后，移至帶聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應釜中，將反應釜放置電熱鼓風干燥箱中，以10°C /min速率升溫至85°C進行加熱反應，保溫12h后，以10°C /min速率降至室溫，然后離心過濾分離反應產(chǎn)物晶體，經(jīng)25°C溫度干燥，得到金屬有機框架[Cu2(BBTC) _2].2DMS0._4晶體；
[0045](1-2)稱取 lOOmg 上述金屬有機框架[Cu2 (BBTC) (H20) 2].2DMS0.(H20) 4晶體置于玻璃瓶中，加入10mL乙醇，密封、并在25°C溫度下浸泡24h后離心過濾，然后放置在溫度為140°C、絕對真空度為0.0lMPa的真空干燥箱內(nèi)活化6h，制得無溶劑客體分子的金屬有機框架材料，移至瑪瑙碾缽碾磨至粉末顆粒粒度為1?20 μ m，即得到金屬有機框架[Cu2(BBTC)(H20)2].2DMS0.(H20)4粉體顆粒；
[0046](2)準固態(tài)電解質(zhì)的制備
[0047]稱取60mg上述金屬有機框架[Cu2 (BBTC) (H20) 2].2DMS0.(H20) 4粉體置于玻璃瓶中，加入140mg上述電解液，均勻連續(xù)攪拌25min，然后放置在溫度為25°C、絕對真空度為0.0lMPa的的真空干燥箱內(nèi)，保持24h后，即制得離子液體-金屬有機框架準固態(tài)電解質(zhì)。
[0048]如圖1所示，其中的黑色部分即為本發(fā)明實施例一制得的離子液體-金屬有機框架準固態(tài)電解質(zhì)。
[0049]采用本發(fā)明實施例一所制得離子液體-金屬有機框架準固態(tài)電解質(zhì)，按照以下方法制成染料敏化太陽能電池:
[0050]將Ti02光陽極膜室溫浸漬于0.05mM N719染料中24h，取出光陽極膜用無水乙醇沖洗表面的N719染料，烘干后得到吸附了 N719染料的光陽極膜。在鉑對電極上均勻地涂抹一層薄的本發(fā)明實施例一制得的離子液體-金屬有機框架準固態(tài)電解質(zhì)，與Ti02光陽極膜組裝成三明治結(jié)構(gòu)的染料敏化太陽能電池。測試結(jié)果如圖2所示，表明本發(fā)明實施例制備的離子液體-金屬有機框架準固態(tài)電解質(zhì)適用于染料敏化太陽能電池。
【主權(quán)項】
1.一種用于染料敏化太陽能電池的準固態(tài)電解質(zhì)，包括液體電解液、凝膠劑；其特征在于:所述凝膠劑為金屬鹽水合物和有機羧酸配體形成的金屬有機框架。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于染料敏化太陽能電池的準固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于:所述金屬鹽水合物為三水合硝酸銅，所述有機羧酸配體為三元或四元羧酸類配體，而形成金屬有機框架凝膠劑；所述金屬鹽水合物與有機羧酸配體的摩爾比為1:1?10。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于染料敏化太陽能電池的準固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于:所述金屬有機框架凝膠劑在準固態(tài)電解質(zhì)中的用量為15?30wt%。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于染料敏化太陽能電池的準固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于:所述液體電解液包括碘單質(zhì)、添加劑和離子液體溶劑。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于染料敏化太陽能電池的準固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于:所述添加劑為N-甲基苯并咪唑或4-叔丁基吡啶；所述離子液體溶劑為1-丙基-3-甲基咪唑碘或1，2-甲基-3-丙基咪唑碘；所述液體電解液中，碘單質(zhì)的摩爾濃度為0.01?0.5mol/L，添加劑的摩爾濃度為0.01?6mol/L，其余為離子液體溶劑。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于染料敏化太陽能電池的準固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于:所述金屬有機框架凝膠劑的制備方法，包括以下步驟: (1)采用溶劑熱法，常溫下將金屬鹽水合物和有機羧酸配體溶于混合溶劑中，超聲處理使其充分溶解，移至高壓反應釜后進行加熱反應；反應結(jié)束后進行降溫、過濾和干燥，得到金屬有機框架化合物晶體； (2)采用溶劑交換法，以低沸點有機溶劑作為交換溶劑，交換所述金屬有機框架化合物晶體晶格中的溶劑分子；交換結(jié)束后置于真空烘箱中，在真空條件下進行加熱活化，得到無溶劑客體分子的金屬有機框架材料，碾磨制得粉末顆粒，即得到金屬有機框架凝膠劑。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于染料敏化太陽能電池的準固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于:所述步驟(I)中超聲處理時間為5?40min ;加熱反應溫度為60?120°C，反應時間為12?48h ;反應加熱升溫速率及反應后降溫速率為5?10°C /min。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于染料敏化太陽能電池的準固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于:所述步驟(2)中交換溶劑為甲醇、乙醇、二氯甲烷或氯仿；加熱活化時，絕對真空度為0.002?0.02MPa，加熱活化溫度為80?150°C，加熱活化時間為6?24h ;碾磨后所得粉末顆粒粒度為I?20 μ m。9.權(quán)利要求1-8之一所述用于染料敏化太陽能電池的準固態(tài)電解質(zhì)的制備方法，其特征在于:將所述金屬有機框架凝膠劑加入到液體電解液中，均勻連續(xù)攪拌后放置于真空干燥箱中，通過真空吸附法吸附液體電解液成分，即得到準固態(tài)電解質(zhì)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于染料敏化太陽能電池的準固態(tài)電解質(zhì)的制備方法，其特征在于:所述攪拌時間為5?30min ;真空吸附的絕對真空度為0.002?0.02MPa ;真空吸附的時間為12?48h。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于染料敏化太陽能電池的準固態(tài)電解質(zhì)，包括液體電解液、凝膠劑；所述凝膠劑為金屬鹽水合物和有機羧酸配體形成的金屬有機框架。此外，還公開了上述用于染料敏化太陽能電池的準固態(tài)電解質(zhì)的制備方法。本發(fā)明使用具有特殊網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的金屬有機框架作為準固態(tài)電解質(zhì)的凝膠劑，得到離子液體-金屬有機框架準固態(tài)電解質(zhì)，可降低離子液體的流動性，提高電解質(zhì)的長期穩(wěn)定性，而且制備的準固態(tài)電解質(zhì)組分分布均勻。本發(fā)明開拓了離子液體基準固態(tài)電解質(zhì)的新體系，制備工藝簡單易行、成本低廉，有利于染料敏化太陽能電池技術(shù)的應用和發(fā)展。
【IPC分類】H01G9/028, H01G9/20
【公開號】CN105244169
【申請?zhí)枴緾N201510688289
【發(fā)明人】郭平春, 王艷香, 孫健, 楊志勝, 黃麗群
【申請人】景德鎮(zhèn)陶瓷學院
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年10月21日