[发明专利]一种用于染料敏化太阳能电池的准固态电解质及其制备方法

权利要求书

1.一种用于染料敏化太阳能电池的准固态电解质，包括液体电解液、凝胶剂；其特征在于：所述凝胶剂为金属盐水合物和有机羧酸配体形成的金属有机框架。

2.根据权利要求1所述的用于染料敏化太阳能电池的准固态电解质，其特征在于：所述金属盐水合物为三水合硝酸铜，所述有机羧酸配体为三元或四元羧酸类配体，而形成金属有机框架凝胶剂；所述金属盐水合物与有机羧酸配体的摩尔比为1∶1～10。

3.根据权利要求1或2所述的用于染料敏化太阳能电池的准固态电解质，其特征在于：所述金属有机框架凝胶剂在准固态电解质中的用量为15～30wt％。

4.根据权利要求3所述的用于染料敏化太阳能电池的准固态电解质，其特征在于：所述液体电解液包括碘单质、添加剂和离子液体溶剂。

5.根据权利要求4所述的用于染料敏化太阳能电池的准固态电解质，其特征在于：所述添加剂为N-甲基苯并咪唑或4-叔丁基吡啶；所述离子液体溶剂为1-丙基-3-甲基咪唑碘或1,2-甲基-3-丙基咪唑碘；所述液体电解液中，碘单质的摩尔浓度为0.01～0.5mol/L，添加剂的摩尔浓度为0.01～6mol/L，其余为离子液体溶剂。

6.根据权利要求1或2所述的用于染料敏化太阳能电池的准固态电解质，其特征在于：所述金属有机框架凝胶剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)采用溶剂热法，常温下将金属盐水合物和有机羧酸配体溶于混合溶剂中，超声处理使其充分溶解，移至高压反应釜后进行加热反应；反应结束后进行降温、过滤和干燥，得到金属有机框架化合物晶体；

(2)采用溶剂交换法，以低沸点有机溶剂作为交换溶剂，交换所述金属有机框架化合物晶体晶格中的溶剂分子；交换结束后置于真空烘箱中，在真空条件下进行加热活化，得到无溶剂客体分子的金属有机框架材料，碾磨制得粉末颗粒，即得到金属有机框架凝胶剂。

7.根据权利要求6所述的用于染料敏化太阳能电池的准固态电解质，其特征在于：所述步骤(1)中超声处理时间为5～40min；加热反应温度为60～120℃，反应时间为12～48h；反应加热升温速率及反应后降温速率为5～10℃/min。

8.根据权利要求6所述的用于染料敏化太阳能电池的准固态电解质，其特征在于：所述步骤(2)中交换溶剂为甲醇、乙醇、二氯甲烷或氯仿；加热活化时，绝对真空度为0.002～0.02MPa，加热活化温度为80～150℃，加热活化时间为6～24h；碾磨后所得粉末颗粒粒度为1～20μm。

9.权利要求1-8之一所述用于染料敏化太阳能电池的准固态电解质的制备方法，其特征在于：将所述金属有机框架凝胶剂加入到液体电解液中，均匀连续搅拌后放置于真空干燥箱中，通过真空吸附法吸附液体电解液成分，即得到准固态电解质。

10.根据权利要求9所述的用于染料敏化太阳能电池的准固态电解质的制备方法，其特征在于：所述搅拌时间为5～30min；真空吸附的绝对真空度为0.002～0.02MPa；真空吸附的时间为12～48h。