專利名稱：電解質(zhì)組合物以及使用該電解質(zhì)組合物的太陽能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電解質(zhì)組合物和一種使用該電解質(zhì)組合物的太陽能電池，更具體而言，本發(fā)明涉及一種采用電化學(xué)原理的染料敏化(dye sensitised)太陽能電池。
背景技術(shù)：
染料敏化太陽能電池是一種使用氧化物半導(dǎo)體電極的電化學(xué)太陽能電池。該氧化物半導(dǎo)體電極由光敏染料分子和二氧化鈦構(gòu)成，所述光敏染料分子用于吸收可見光線以產(chǎn)生電子空穴對，所述二氧化鈦用于傳輸所產(chǎn)生的電子。
常規(guī)的硅太陽能電池同時(shí)進(jìn)行吸收太陽能的過程以及利用硅半導(dǎo)體內(nèi)電子空穴對的分離而產(chǎn)生電動(dòng)勢的過程。與此相比，染料敏化太陽能電池分別進(jìn)行吸收太陽能的過程和電荷傳輸過程。在對該染料敏化太陽能電池的一種詳細(xì)描述中，染料用來吸收太陽能，而半導(dǎo)體用來傳輸電荷。
染料敏化太陽能電池具有生產(chǎn)成本低以及環(huán)保和便于制造的優(yōu)點(diǎn)，但是，由于它的能量轉(zhuǎn)化效率低，因此在實(shí)際應(yīng)用中具有一定的局限性。
在太陽能電池中，能量轉(zhuǎn)化效率，即光電轉(zhuǎn)變效率，與通過吸收太陽光而產(chǎn)生的電子量成比例。為了提高光電轉(zhuǎn)變效率，也可以增加所吸收的太陽光的量或者增加所吸收染料的量，由此增加產(chǎn)生的電子的量或者由此防止產(chǎn)生的激發(fā)電子因電子空穴復(fù)合而湮滅。
為了增加每單元面積所吸收染料的量，開發(fā)了一種制造具有納米級(jí)晶粒的半導(dǎo)體氧化物的方法。為了增加太陽光的吸收，開發(fā)了一種增加鉑電極的反射率或者混合具有數(shù)微米尺寸的半導(dǎo)體氧化物的方法，所述半導(dǎo)體氧化物散射光。
韓國公開的專利No.10-2003-0065957披露了一種染料敏化的太陽能電池，其具有包含聚偏二氟乙烯的凝膠型聚合物電解質(zhì)。在韓國公開的專利No.10-2003-0065957中，降低了電解質(zhì)溶劑的揮發(fā)性，由此增加了光電轉(zhuǎn)變效率。然而，這種方法在改善太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化率方面存在局限性。因此，非常需要一項(xiàng)新型的技術(shù)研究以改善光電轉(zhuǎn)化率。通過改變電解質(zhì)的性能以增加氧化還原電子量的研究已然是沒有意義的。該研究是用于改善太陽能電池開路電壓(VOC)的特性的非常重要的技術(shù)需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種電解質(zhì)組合物以及一種使用該電解質(zhì)組合物的太陽能電池，其中，加入了一種新的化合物以改善開路電壓，所述化合物具有提高染料敏化太陽能電池效率的作用。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種太陽能電池的電解質(zhì)組合物，該組合物包括一種具有孤對電子的電子供體化合物“A”；碘鹽；和碘(I2)。
化合物“A”的量基于每100重量份碘(I2)可以為30至1,000重量份。
化合物“A”選自具有1-20個(gè)碳原子數(shù)的脂族胺、具有1-20個(gè)碳原子數(shù)的芳基胺、以及具有1-20個(gè)碳原子數(shù)的雜環(huán)胺。化合物“A”可以選自具有1-20個(gè)碳原子數(shù)的雜環(huán)胺。
化合物“A”可以選自吡啶、噠嗪、嘧啶、吡嗪、三嗪、三唑、噻唑、噻二唑、4-叔丁基吡啶、2-氨基-嘧啶、及其衍生物。
化合物“A”可以選自具有1-20個(gè)碳原子數(shù)的脂肪族硫化合物、具有1-20個(gè)碳原子數(shù)的芳基硫化合物、以及具有1-20個(gè)碳原子數(shù)的雜環(huán)硫化合物。
化合物“A”可以選自甲硫醚(dimethyl sulfide)、甲基苯基硫醚、噻吩及其衍生物。
化合物“A”可以選自具有1-20個(gè)碳原子數(shù)的脂防族磷化合物、具有1-20個(gè)碳原子數(shù)的芳基磷化合物、以及具有1-20個(gè)碳原子數(shù)的雜環(huán)磷化合物。
碘鹽可以選自碘化鋰、碘化鈉、碘化鉀、碘化鎂、碘化銅、碘化硅、碘化錳、碘化鋇、碘化鉬、碘化鈣、碘化鐵、碘化銫、碘化鋅、碘化汞、碘化銨、碘代甲烷、二碘甲烷、碘代乙烷、碘化乙烯、異丙基碘、異丁基碘、芐基碘、苯甲酰碘、烯丙基碘、和咪唑鎓碘化物。
組合物可以進(jìn)一步含有有機(jī)溶劑，該有機(jī)溶劑是一種或多種選自乙腈(AN)、乙二醇、丁醇、異丁醇、異戊醇、異丙醇、乙醚、二噁烷、四氫丁烷(tetrahydrobutane)、四氫呋喃、正丁基醚、丙基醚、異丙基醚、丙酮、甲乙酮、甲丁酮、甲基異丁基酮、碳酸亞乙酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸異丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、γ-丁內(nèi)酯(GBL)、N-甲基-2-吡咯烷酮、和3-甲氧基丙腈(MP)的溶劑，該有機(jī)溶劑的量占組合物總量的10-90wt％。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種太陽能電池，其包括；彼此相對的第一和第二電極；插入該第一和第二電極之間并且含有吸收的染料的多孔膜；以及插入該第一和第二電極之間并且具有電子供體化合物“A”、碘鹽和碘(I2)的一種電解質(zhì)組合物，所述供體化合物“A”具有孤對電子。


參照附圖，通過對示范實(shí)施方案的詳細(xì)說明，將使本發(fā)明的上述及其他特征和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，其中圖1為例舉了一種常規(guī)染料敏化太陽能電池工作原理的視圖；圖2為例舉了一種根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的染料敏化太陽能電池的示意剖視圖；圖3例舉了一種根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的染料敏化太陽能電池中化合物“A”的效果和反應(yīng)；圖4和5為例舉了電流-電壓特征的曲線，其中，曲線(a)表示常規(guī)的染料敏化太陽能電池，曲線(b)表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案1的染料敏化太陽能電池，曲線(c)表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案2的染料敏化太陽能電池以及圖6為例舉了當(dāng)根據(jù)本發(fā)明加入化合物“A”時(shí)電壓升高結(jié)果的示意圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參照示出了本發(fā)明示范實(shí)施方案的附圖，更加全面地說明本發(fā)明。然而，本發(fā)明可以以很多不同的形式體現(xiàn)，不應(yīng)當(dāng)理解為局限于本文中所給出的實(shí)施方案。更確切而言，提供這些實(shí)施方案只是為了完全、充分地公開發(fā)明，并可以向本領(lǐng)域技術(shù)人員全面地表達(dá)本發(fā)明的范圍。本說明書自始至終同樣的附圖標(biāo)記表示同樣的元件。
圖1為例舉了一種常規(guī)染料敏化太陽能電池工作原理的視圖。如果太陽光4吸收于染料分子5，則該染料分子5由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)以提供電子孔穴對。激發(fā)的電子被注入多孔膜3的晶粒間界中的導(dǎo)帶。注入的電子被傳輸至第一電極1并通過外部電路被傳輸至第二電極2。同時(shí)，通過躍遷氧化的染料分子被電解質(zhì)4中氧化還原對的碘離子(I-)還原。氧化的三價(jià)碘離子(I3-)為了中和電荷與到達(dá)第二電極的電子進(jìn)行還原反應(yīng)。與常規(guī)p-n結(jié)硅(Si)太陽能電池不同，該染料敏化的太陽能電池通過晶粒間界反應(yīng)的電化學(xué)原理起作用。
圖2為例舉了一種根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的染料敏化太陽能電池的示意剖視圖。
該染料敏化的太陽能電池具有一個(gè)夾層結(jié)構(gòu)，第一電極10和第二電極20為彼此相對的平板形電極。在第一電極10的一個(gè)表面上涂覆有一層納米晶粒尺寸的多孔膜30。該納米晶粒尺寸多孔膜30的表面上吸附有光敏染料，所述光敏染料具有被吸收的可見光線激發(fā)的電子。第二電極10和第二電極20通過支撐體60連接和固定。在第一電極10和第二電極20之間的間隔中填充一種氧化還原電解質(zhì)40。圖2中，為了表述制造過程的便利，將電解質(zhì)40置于多孔膜30和第二電極20之間。然而，這并不意味著對本發(fā)明范圍的必要限制。電解質(zhì)40填充在第一電極10和第二電極20之間的間隔中，并均勻地分散在多孔膜30中。
通過碘離子(I-/I3-)的氧化還原反應(yīng)，電解質(zhì)40獲得來自對電極的電子并將這些獲得的電子傳輸給染料。依賴于多孔膜30的費(fèi)米能級(jí)與電解質(zhì)40的氧化還原能級(jí)之間的差異決定開路電壓。
圖3例舉了一種根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的染料敏化太陽能電池中化合物“A”的效果和反應(yīng)。在常規(guī)染料敏化太陽能電池中，TiO2膜的電子如下列化學(xué)方程式1參與反應(yīng)而在TiO2導(dǎo)帶中被還原，由此使開路電壓(VOC)處于低的狀態(tài)。在電解質(zhì)和染料的反應(yīng)中，三價(jià)碘離子(I3-)通常如下列化學(xué)方程式1所示被還原[方程式1]
本發(fā)明涉及運(yùn)用該電化學(xué)原理的染料敏化太陽能電池。具有孤對電子且容納于電解質(zhì)中的電子供體化合物“A”與電解質(zhì)的三價(jià)碘離子(I3-)反應(yīng)以提高碘離子(I-)的濃度，由此減少TiO2膜的電子與三價(jià)碘離子(I3-)的反應(yīng)。相應(yīng)地，TiO2膜中的電子增加。換句話說，其特征在于TiO2膜導(dǎo)帶(CB)的電子增加，由此提高了開路電壓(VOC)。當(dāng)加入具有孤對電子的電子供體化合物“A”時(shí)，反應(yīng)以下列化學(xué)方程式2進(jìn)行[方程式2]
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，以每100重量份碘(I2)計(jì)，本發(fā)明電子供體化合物“A”的總量可以為30-1,000重量份。當(dāng)總量低于30重量份時(shí)，反應(yīng)不能平穩(wěn)地進(jìn)行。當(dāng)總量超過1,000重量份時(shí)，電壓值增加，但是電流值降低，由此會(huì)使效率不希望地降低。
根據(jù)本發(fā)明的具有孤對電子的電子供體化合物“A”可以是具有至少一個(gè)選自氮(N)、磷(P)和硫(S)的原子的雜化合物。
電子供體化合物“A”可以選自具有1-20個(gè)碳原子數(shù)的脂族胺、具有1-20個(gè)碳原子數(shù)的芳基胺、以及具有1-20個(gè)碳原子數(shù)的雜環(huán)胺。電子供體化合物“A”可以選自吡啶、噠嗪、嘧啶、吡嗪、三嗪、三唑、噻唑、噻二唑、4-叔丁基吡啶、2-氨基-嘧啶、及其衍生物。
電子供體化合物“A”可以選自具有1-20個(gè)碳原子數(shù)的脂肪族硫化合物、具有1-20個(gè)碳原子數(shù)的芳基硫化合物、以及具有1-20個(gè)碳原子數(shù)的雜環(huán)硫化合物。電子供體化合物“A”可以選自甲硫醚、甲基苯基硫醚、及噻吩。
電子供體化合物“A”可以選自具有1-20個(gè)碳原子數(shù)的脂肪族磷化合物、具有1-20個(gè)碳原子數(shù)的芳基磷化合物、以及具有1-20個(gè)碳原子數(shù)的雜環(huán)磷化合物。
由方程式2可以看出，電子供體化合物“A”降低了三價(jià)碘離子(I3-)的濃度，并同時(shí)減少了TiO2膜的電子與三價(jià)碘離子(I3-)的反應(yīng)。相應(yīng)地，TiO2膜的導(dǎo)帶(CB)的電子增加，由此提高了開路電壓(VOC)。而且，由于三價(jià)碘離子(I3-)的還原反應(yīng)增加，因此下列方程式中的開路電壓(VOC)升高
Voc=(kTe)ln(Iinjncbket[I3-])]]>電解質(zhì)中，I-和I3-離子可以由碘鹽產(chǎn)生。I-和I3-離子并存并形成可逆反應(yīng)。I-和I3-離子可以由選自下列物質(zhì)的材料產(chǎn)生碘化鋰、碘化鈉、碘化鉀、碘化鎂、碘化銅、碘化硅、碘化錳、碘化鋇、碘化鉬、碘化鈣、碘化鐵、碘化銫、碘化鋅、碘化汞、碘化銨、碘代甲烷、二碘甲烷、碘代乙烷、碘化乙烯、異丙基碘、異丁基碘、芐基碘、苯甲酰碘、烯丙基碘、和咪唑鎓碘化物。但是，它們不意味著對本發(fā)明范圍的限制。
相對于每100重量份碘(I2)而言，碘鹽的量可以為150-3,000重量份。當(dāng)?shù)恹}的量低于150重量份時(shí)，反應(yīng)不能順利進(jìn)行。當(dāng)?shù)恹}的量超過3,000重量份時(shí)，電子流會(huì)被不希望地阻止，由此降低了電流值。
圖4的曲線(b)表示開路電壓，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案加入2-氨基-嘧啶時(shí)，所述開路電壓升高；圖5的曲線(c)表示開路電壓，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案加入4-叔丁基吡啶時(shí)，所述開路電壓升高。
圖6中，當(dāng)加入電子供體化合物“A”時(shí)，導(dǎo)帶(CB)的電子增加，由此升高了開路電壓(VOC)。
本發(fā)明電解質(zhì)組合物可以進(jìn)一步含有有機(jī)溶劑。該有機(jī)溶劑選自乙腈(AN)、乙二醇、丁醇、異丁醇、異戊醇、異丙醇、乙醚、二噁烷、四氫丁烷、四氫呋喃、正丁基醚、丙基醚、異丙基醚、丙酮、甲乙酮、甲丁酮、甲基異丁基酮、碳酸亞乙酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸異丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、γ-丁內(nèi)酯(GBL)、N-甲基-2-吡咯烷酮、和3-甲氧基丙腈(MP)中的至少一種。但是，它們不意味著對本發(fā)明范圍的限制。有機(jī)溶劑的量可以占組合物總量的10-90wt％。而且，有機(jī)溶劑是非必須的。例如，諸如Moulton Salton(咪唑鎓基碘)的物質(zhì)由于以液態(tài)形式存在因此不一定需要溶劑。
此外，本發(fā)明的太陽能電池包括彼此相對的第一和第二電極；插入于該第一和第二電極之間并且含有被吸收染料的多孔膜；以及插入于第一和第二電極之間并含有電子供體化合物“A”、碘鹽和碘(I2)的電解質(zhì)組合物，所述電子供體化合物“A”具有孤對電子。
第一電極10包括一個(gè)透明塑料襯底或玻璃襯底11和一個(gè)導(dǎo)電膜12，所述襯底11含有PET、PEN、PC、PP、PI和TAC中任何之一所述導(dǎo)電膜12含有氧化銦錫、氧化銦、氧化錫、氧化鋅、硫氧化物、氟氧化物及其組合中的至少一種，并被涂覆于透明塑料襯底或玻璃襯底11上。
多孔膜30具有納米晶粒，其均勻分散并具有納米尺寸的晶粒直徑。該多孔膜30在保持孔隙率的同時(shí)具有適當(dāng)?shù)谋砻娲植诙?。諸如銦-錫-氧化物(ITO)等導(dǎo)電顆粒也可以加入到該多孔膜30中以便于電子傳輸?；蛘?，也可以向多孔膜30中加入光散射顆粒，以延伸光程，由此改善效率?；蛘撸瑢⑵涠呔尤氲蕉嗫啄?0中。
可吸收染料含有包含釕(Ru)復(fù)合物的材料以吸收可見光線。釕(Ru)屬于鉑系金屬，可以被用作許多有機(jī)金屬復(fù)合化合物的材料。除了釕(Ru)，含有鋁(Al)、鉑(Pt)、鈀(Pad)、銪(Eu)、鉛(Pb)或銥(Ir)等的金屬復(fù)合物也可以使用。常規(guī)染料可以例舉的有N3染料[順-雙(異硫氰酸根合)雙(2，2’-二吡啶基-4，4’-二羧酸根合)-釕(II)]、N719染料[順-雙(異硫氰酸根合)雙(2，2’-二吡啶基-4，4’-二羧酸根合)-釕(II)-雙四丁基銨]等。
而且，不同顏色的有機(jī)顏料因其低廉的價(jià)格和豐富的材料而使用率很高，并且正在蓬勃發(fā)展。作為有機(jī)顏料，“香豆素(Coumarin)”、屬于卟啉中一種的“脫鎂葉綠甲酯一酸a(Pheophorbide a)”、以及類似物可以單獨(dú)使用或者可以被混合并與Ru復(fù)合物一起使用，以改善長波長可見光線的吸收，由此提高效率。
如此，在多孔膜被浸入溶解有染料的醇溶液中后，染料被自然吸收12小時(shí)。
第二電極20包括一個(gè)透明塑料襯底或玻璃襯底21、第一導(dǎo)電膜22和第二導(dǎo)電膜23，所述襯底21含有PET、PEN、PC、PP、PI和TAC中任何之一；所述第一導(dǎo)電膜22被涂覆于透明塑料襯底或玻璃襯底21上；所述第二導(dǎo)電膜23涂覆于第一導(dǎo)電膜22之上并含有鉑(Pt)或貴金屬材料。由于鉑(Pt)優(yōu)異的反射性，優(yōu)選鉑(Pt)。
第一和第二電極10和20通過采用粘結(jié)性膜或諸如產(chǎn)品名為“surlyn”的熱塑性聚合物膜的支撐體60彼此連接，并且相應(yīng)地其內(nèi)部被密封。隨后，在第一電極10和第二電極20上設(shè)置一些細(xì)微的通孔，然后通過這些細(xì)微的通孔將電解質(zhì)注入介于兩個(gè)電極之間的間隔中。接著，用粘結(jié)劑將這些孔填埋并封閉。
除了支撐體60，還可以使用諸如環(huán)氧樹脂或紫外線(UV)固化劑等粘結(jié)劑直接連接和封閉該第一和第二電極10和20。此時(shí)，在熱處理或UV處理后也可以進(jìn)行固化處理。
本發(fā)明染料敏化太陽能電池的制造方法如下所述。準(zhǔn)備由透明材料形成的第一和第二電極10和20，并在第一電極10的一個(gè)表面上形成多孔膜30。隨后，染料被吸收于多孔膜30上，然后，將第二電極20設(shè)置為面向第一電極10的多孔膜30。接著，用電解質(zhì)組合物40填充多孔膜30與第二電極20之間的間隔，然后封閉該間隔以完成該染料敏化太陽能電池的制造，所述電解質(zhì)組合物40含有具有孤對電子的電子供體化合物“A”、碘鹽和碘(I2)。
由此，本發(fā)明將參照下列實(shí)施例進(jìn)行更為詳細(xì)的說明。下列實(shí)施例只是作為舉例說明之用，不意味著對本發(fā)明范圍的限制。
<實(shí)施例1>
用刮刀法將顆粒直徑為約5-15nm的二氧化鈦顆粒分散體涂覆于導(dǎo)電膜12的1cm2面積上，然后在450℃的溫度下熱燒結(jié)30分鐘以制造厚度為10μm的多孔膜30。導(dǎo)電膜20由第一電極10的ITO構(gòu)成。
接著，將樣品保持在80℃的溫度下后，將其浸入用乙醇形成的0.3mMRu(4，4’-二羧基-2，2’-二吡啶)2(NCS)2染料顏料液中。隨后，該染料吸收過程進(jìn)行12小時(shí)。接著，用乙醇洗滌該吸收了染料的多孔膜30并在室溫下干燥。
對于第二電極20，采用濺射法在第一導(dǎo)電膜22上由鉑(Pt)形成第二導(dǎo)電膜23并用直徑為0.75mm的鉆提供一些細(xì)微的通孔以注入電解質(zhì)16。第一導(dǎo)電膜22由ITO形成。
在第一電極10和第二電極20之間插入支撐體60。支撐體60由厚度為60μm的熱塑性聚合物膜形成。隨后，將第一和第二電極10和20于100℃的溫度下擠壓9秒以使其彼此連接。
此外，通過第二電極20的微細(xì)通孔注入氧化還原電解質(zhì)40，并且用保護(hù)玻璃和熱塑性聚合物膜填塞這些細(xì)微的通孔以完成該染料敏化太陽能電池。
此時(shí)，氧化還原電解質(zhì)40采用溶解于乙腈溶劑中的1500g 1，2-二甲基-3-己基咪唑鎓碘化物、375g 2-氨基嘧啶、104g碘化鋰(LiI)和100g的I2。
使用氙燈(Oriel，91193)作為測定效率、開路電壓、短路電流、密度等的光源。用標(biāo)準(zhǔn)太陽能電池校正氙燈的日光條件。
由電流-電壓曲線進(jìn)行評價(jià)，所述曲線采用密度為100mW/cm2的光源和硅(Si)標(biāo)準(zhǔn)電池獲得。圖4的曲線(b)表示根據(jù)實(shí)施例1制造的太陽能電池的電流-電壓曲線，示出了效率為4.11％，開路電壓為0.677V，短路電流為11.070mA/cm2，密度為55％。
<實(shí)施例2>
實(shí)施例2以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行，除了將1489g 1，2-二甲基-3-己基咪唑鎓碘化物、533g 4-叔丁基吡啶、111g碘化鋰(LiI)和100g的I2溶解于乙腈溶劑中并用作氧化還原電解質(zhì)40。
圖5的曲線(c)表示根據(jù)實(shí)施例2制造的染料敏化太陽能電池的電流-電壓曲線，示出了效率為3.59％，開路電壓為0.698V，短路電流為8.11mA/cm2，密度為63％。
<對比例1>
對比例1以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行，除了將1500g 1，2-二甲基-3-己基咪唑鎓碘化物、100g碘化鋰(LiI)和100g的I2溶解于乙腈溶劑中并用作氧化還原電解質(zhì)40。
圖4的曲線(a)表示根據(jù)對比例1制造的染料敏化太陽能電池的電流-電壓曲線，示出了效率為3.15％，開路電壓為0.627V，短路電流為9.19mA/cm2，密度為55％。
表1

如表1所示，根據(jù)實(shí)施例1和2，將含有具有孤對電子元素的2-氨基-嘧啶或者4-叔丁基吡啶加入電解質(zhì)中，由此相對于僅使用常規(guī)電解質(zhì)的對比例而言獲得高的開路電壓和改善的密度和效率。具體而言，基于未添加電子供體化合物“A”的常規(guī)電解質(zhì)組合物而言，太陽能電池的開路電壓增加了10-40％。
根據(jù)本發(fā)明，包含于電解質(zhì)中的電子供體化合物“A”被吸收到多孔膜中以增加多孔膜中的電子，由此改善了電荷集積容量。相應(yīng)地，可以升高開路電壓以制造高效的染料敏化太陽能電池。
盡管本發(fā)明參照其示范性實(shí)施方案進(jìn)行了具體展示和說明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不偏離如下列權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對形式和細(xì)節(jié)進(jìn)行各種改變。
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池的電解質(zhì)組合物，該組合物含有具有孤對電子的電子供體化合物“A”；碘鹽；和碘(I2)。
2.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中化合物“A”的量基于每100重量份碘(I2)為30-1,000重量份。
3.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中化合物“A”選自具有1-20個(gè)碳原子數(shù)的脂族胺、具有1-20個(gè)碳原子數(shù)的芳基胺、以及具有1-20個(gè)碳原子數(shù)的雜環(huán)胺。
4.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中化合物“A”選自具有1-20個(gè)碳原子數(shù)的雜環(huán)胺。
5.如權(quán)利要求4所述的組合物，其中化合物“A”選自吡啶、噠嗪、嘧啶、吡嗪、三嗪、三唑、噻唑、噻二唑、4-叔丁基吡啶、2-氨基-嘧啶、及其衍生物。
6.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中化合物“A”選自具有1-20個(gè)碳原子數(shù)的脂肪族硫化合物、具有1-20個(gè)碳原子數(shù)的芳基硫化合物、以及具有1-20個(gè)碳原子數(shù)的雜環(huán)硫化合物。
7.如權(quán)利要求6所述的組合物，其中化合物“A”選自甲硫醚、甲基苯基硫醚、噻吩及其衍生物。
8.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中化合物“A”選自具有1-20個(gè)碳原子數(shù)的脂肪族磷化合物、具有1-20個(gè)碳原子數(shù)的芳基磷化合物、以及具有1-20個(gè)碳原子數(shù)的雜環(huán)磷化合物。
9.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中碘鹽選自碘化鋰、碘化鈉、碘化鉀、碘化鎂、碘化銅、碘化硅、碘化錳、碘化鋇、碘化鉬、碘化鈣、碘化鐵、碘化銫、碘化鋅、碘化汞、碘化銨、碘代甲烷、二碘甲烷、碘代乙烷、碘化乙烯、異丙基碘、異丁基碘、芐基碘、苯甲酰碘、烯丙基碘、和咪唑鎓碘化物。
10.如權(quán)利要求9所述的組合物，其中碘鹽的量基于每100重量份(I2)為150-3,000重量份。
11.如權(quán)利要求1所述的組合物，該組合物進(jìn)一步含有有機(jī)溶劑，該有機(jī)溶劑選自乙腈(AN)、乙二醇、丁醇、異丁醇、異戊醇、異丙醇、乙醚、二噁烷、四氫丁烷、四氫呋喃、正丁基醚、丙基醚、異丙基醚、丙酮、甲乙酮、甲丁酮、甲基異丁基酮、碳酸亞乙酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸異丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、γ-丁內(nèi)酯(GBL)、N-甲基-2-吡咯烷酮、和3-甲氧基丙腈(MP)中的一種或多種，有機(jī)溶劑的量占組合物總量的10-90wt％。
12.一種太陽能電池，包括彼此相對的第一和第二電極；插入該第一和第二電極之間并且含有被吸收染料的多孔膜；以及插入該第一和第二電極之間、如權(quán)利要求1-11任何一項(xiàng)所述的電解質(zhì)組合物。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電解質(zhì)組合物和一種使用了該電解質(zhì)組合物的太陽能電池。該電解質(zhì)組合物含有具有孤對電子的電子供體化合物“A”；碘鹽；和碘(I
文檔編號(hào)H01M14/00GK1728406SQ20051008780
公開日2006年2月1日 申請日期2005年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月26日
發(fā)明者樸晶遠(yuǎn), 李知爰, 李禾燮, 安光淳, 崔在萬, 申炳哲 申請人:三星Sdi株式會(huì)社