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本文利用高压釜通过亲核取代反应合成了1-己基-3-甲基苯并咪唑碘盐(HMBII),1-己基-3-丙基苯并咪唑碘盐(HPBII),1-己基-3-甲基苯并三唑碘盐(HMBTI),1-己基-3-丙基苯并三唑碘盐(HPBTI)。将制得的碘盐进行1H NMR等测试,分析其结构和纯度;进行热重和差示扫描量热分析,分析不同结构对其热稳定性、熔点、凝固点的影响。利用超微电极通过循环伏安法及电化学阻抗谱研究I-和I3-在电解质中的氧化还原行为及对Pt电极/电解质和TiO2/电解质界面的影响,同时将四种碘盐分别作为I-供体和添加剂应用于染料敏化太阳电池(DSCs)中,测量电池的光伏性能。
结果表明:利用高压釜合成的产物具有较高的纯度,且具有较高的热稳定性。四种碘盐常温下表现出过冷现象。比较烷基苯并咪唑碘盐和1-甲基-3-丙基咪唑碘盐分别作为电解质溶液中的I-供体组装的DSCs的光伏性能发现,所组装的DSCs光电转换效率没有明显的变化,因此HMBII和HPBII可以作为I-供体应用于DSCs电解质溶液中。相同碳链结构的烷基苯并咪唑碘盐、烷基苯并三唑碘盐与1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸盐组成的二元离子液体电解质所组装的DSCs的的光电转换效率差别不大。烷基苯并三唑碘盐作为I-供体,想提高相应DSCs的光电转换效率,常规的添加剂4-叔丁基吡啶不可少。将四种碘盐作为添加剂应用于DSCs中,都大大提高了电池的Jsc,同时Voc也有所提高。