專利名稱：As樹脂/n－烷基吡啶碘鹽高分子凝膠電解質(zhì)的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高分子凝膠電解質(zhì)和新型化學(xué)太陽能池，屬于新材料技術(shù)以及新能源技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
染料敏化納米晶TiO2太陽能電池是九十代開發(fā)出的一種新型化學(xué)太陽能電池，具有低的成本，簡便的制備工藝以及好的環(huán)境相容性，具有很好的應(yīng)用前景。使用非液體電解質(zhì)是其實用化的關(guān)鍵。現(xiàn)有的制備高分子凝膠電解質(zhì)的方法有一定種類的聚合物如聚氧化乙烯，聚乙腈，聚甲基丙烯酸甲酯等與高介電常數(shù)的有機小分子作用形成凝膠，再摻入無機鹽如碘化鉀，碘化鈉等或有機鹽如四丁基碘化銨等。上述制備方法中摻無機鹽的缺點在于無機鹽與有機小分子的相容性不好，故無法制備高電導(dǎo)率的高分子凝膠電解質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有高導(dǎo)電率的高分子凝膠電解質(zhì)，使其可以取代染料敏化納米晶TiO2太陽能電池的液體電解質(zhì)，從而為染料敏化納米晶TiO2太陽能電池的實用化奠定良好的基礎(chǔ)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的AS樹脂/N-烷基吡啶碘鹽高分子凝膠電解質(zhì)的制備方法，通過以下步驟實現(xiàn)第一步，N-烷基吡啶碘鹽的純化將市售分析純度的或?qū)嶒炇液铣傻腘-烷基吡啶碘鹽放入真空烘箱中30～40℃去除殘留的有機溶劑。
第二步，高聚物凝膠基體的制備取市售具有一定聚合度和分子量的AS樹脂，按AS樹脂有機小分子的比例為10～20∶50～90的質(zhì)量比，將AS樹脂加入到有機小分子中，在60～80℃的水浴中加熱攪拌，使成均一的高聚物凝膠基體。
第三步，N-烷基吡啶碘鹽的摻雜在60～80℃下將適量的經(jīng)第一步純化過的N-烷基吡啶碘鹽和適量的碘加入到第二步所制備的高聚物凝膠基體中，使氧化還原電對I-/I3-的摩爾濃度為0.1～1mol/l和0.01～0.1mol/l，在此溫度下繼續(xù)攪拌至形成均一的凝膠電解質(zhì)，冷卻后密閉保存以待用。
上述有機小分子為乙烯碳酸酯。
上述有機小分子為丙烯碳酸酯。
上述有機小分子為1，4-丁內(nèi)酯。
AS樹脂是一種無規(guī)的高聚物，能與高介電常數(shù)的有機小分子增塑劑形成凝膠。形成的高聚物凝膠在N-烷基吡啶碘鹽摻雜下會獲得很高的電導(dǎo)率，同時會保持液體的某些性質(zhì)，易于離子的遷移和輸運。本發(fā)明采用AS樹脂(苯乙烯-丙烯腈共聚物)為支持介質(zhì)，加入適量的有機小分子增塑劑和添加劑，在一定條件下形成均勻的凝膠高聚物基體，再加入適當(dāng)N-烷基吡啶碘鹽及碘組成的氧化還原電對，在一定條件下讓其充分溶解在凝膠高聚物基體中形成AS樹脂/N-烷基吡啶碘鹽高分子凝膠電解質(zhì)。該電解質(zhì)的室溫電導(dǎo)率為3～8mS/cm，具有與染料敏化納米晶TiO2太陽能電池中的液體電解質(zhì)相當(dāng)?shù)碾妼?dǎo)率，應(yīng)用于染料敏化納米晶TiO2太陽能電池后能獲得與用液體電解質(zhì)組裝的太陽能電池相當(dāng)?shù)男阅堋＿@一導(dǎo)電高聚物在固態(tài)二次電池、電致發(fā)光、電致變色和傳感器等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
具體實施例方式
本發(fā)明AS樹脂/N-烷基吡啶碘鹽高分子凝膠電解質(zhì)的制備方法，通過以下步驟實現(xiàn)第一，采用市售分析純度的或?qū)嶒炇液铣傻腘-烷基吡啶碘鹽，真空烘箱中40℃去除殘留的有機溶劑。
第二，按AS樹脂(苯乙烯-丙烯腈共聚物)有機小分子為17.5∶82.5的質(zhì)量比，在80℃的水浴中將AS樹脂加入到有機小分子中，充分?jǐn)嚢枋蛊渫耆芙?。本步驟中有機小分子作為增塑劑，具體可用乙烯碳酸酯或丙烯碳酸酯或1，4-丁內(nèi)酯。
第三，在80℃下加入適量的經(jīng)第一步純化的N-烷基吡啶碘鹽及適量的碘，使氧化還原電對I-/I3-的摩爾濃度為0.5mol/l和0.05mol/l，不斷攪拌使N-烷基吡啶碘鹽及碘完全溶解，隨后保溫2小時以上。直到形成均一的導(dǎo)電高分子凝膠電解質(zhì)，冷卻后密閉保存在干燥皿中以待用。
本發(fā)明通過調(diào)節(jié)不同的AS樹脂與有機小分子的比例，可以制備出不同凝膠強度的高分子凝膠電解質(zhì)。
權(quán)利要求
1.AS樹脂/N-烷基吡啶碘鹽高分子凝膠電解質(zhì)的制備方法，其特征在于通過以下步驟實現(xiàn)第一步，N-烷基吡啶碘鹽的純化將市售分析純度的或?qū)嶒炇液铣傻腘-烷基吡啶碘鹽放入真空烘箱中30～40℃去除殘留的有機溶劑。第二步，高聚物凝膠基體的制備取市售具有一定聚合度和分子量的AS樹脂，按AS樹脂∶有機小分子的比例為10～20∶50～90的質(zhì)量比，將AS樹脂加入到有機小分子中，在60～80℃的水浴中加熱攪拌，使成均一的高聚物凝膠基體。第三步，N-烷基吡啶碘鹽的摻雜在60～80℃下將適量的經(jīng)第一步純化過的N-烷基吡啶碘鹽和適量的碘加入到第二步所制備的高聚物凝膠基體中，使氧化還原電對I-/I3-的摩爾濃度為0.1～1mol/l和0.01～0.1mol/l，在此溫度下繼續(xù)攪拌至形成均一的凝膠電解質(zhì)，冷卻后密閉保存以待用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的AS樹脂/N-烷基吡啶碘鹽高分子凝膠電解質(zhì)的制備方法，其特征在于上述有機小分子為乙烯碳酸酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的AS樹脂/N-烷基吡啶碘鹽高分子凝膠電解質(zhì)的制備方法，其特征在于上述有機小分子為丙烯碳酸酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的AS樹脂/N-烷基吡啶碘鹽高分子凝膠電解質(zhì)的制備方法，其特征在于上述有機小分子為1，4-丁內(nèi)酯。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種AS樹脂/N－烷基吡啶碘鹽高分子凝膠電解質(zhì)的制備方法，其采用AS樹脂(苯乙烯－丙烯腈共聚物)為支持介質(zhì)，加入適量的有機小分子增塑劑和添加劑，在一定條件下形成均勻的凝膠高聚物基體，再加入適當(dāng)N－烷基吡啶碘鹽及碘組成的氧化還原電對，在一定條件下讓其充分溶解在凝膠高聚物基體中形成AS樹脂/N－烷基吡啶碘鹽高分子凝膠電解質(zhì)。該電解質(zhì)的室溫電導(dǎo)率為3～8mS/cm，具有與染料敏化納米晶TiO
文檔編號C08J3/075GK1772806SQ20051009519
公開日2006年5月17日 申請日期2005年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月29日
發(fā)明者吳季懷, 蘭章, 郝三存, 林建明, 黃妙良 申請人:華僑大學(xué)