含双（氟磺酰）亚胺离子和碘离子的离子液体电解质及应用

摘要

本发明涉及含有双(氟磺酰)亚胺离子和碘离子的离子液体电解质及其在染料敏化太阳能电池中应用。其由双(氟磺酰)亚胺离子([N(SO₂F)₂]^-)、碘离子的离子液体和单质碘，按配比混合均匀得到的组合物；或者，其由双(氟磺酰)亚胺离子([N(SO₂F)₂]^-)、碘离子的离子液体和单质碘；还有其它离子液体、添加剂、固化剂和溶剂中的一种或多种，按配比混合均匀得到的组合物；本发明的离子液体电解质应用于染料敏化太阳电池，得到光电功率转化效率达7.5％的高效热稳定器件，避免了使用含TCB阴离子的离子液体电解质。

主权项

1、含双(氟磺酰)亚胺离子液体和碘离子的离子液体电解质，其特征是，其由双(氟磺酰)亚胺离子([N(SO2F)2]-)、碘离子的离子液体和单质碘，按配比混合均匀的得到的组合物；或者，其由双(氟磺酰)亚胺离子([N(SO2F)2]-)、碘离子的离子液体和单质碘；还有其它离子液体、添加剂、固化剂和溶剂中的一种或多种，按配比混合均匀的得到的组合物；所述的双(氟磺酰)亚胺离子液体结构式是A+[N(SO2F)2]-，其中A+是有机阳离子，A+至少带有一个单位的正电荷；所述的含碘离子的离子液体是由碘阴离子和有机阳离子A+构成；所述的其它离子液体的阳离子与上述的有机阳离子A+相同，阴离子是卤素离子，多卤化物离子，NO3-，NCS-，BF4-，-N(CN)2，-C(CN)3，-B(CN)4，CF3SO3-，CF3COO-，(CF3SO2)2N-，PF6-，(CF3SO2)3C-，RSO3-或RSO4-，其中R为H或者R为具有1-20个碳原子的直链或支链烷基；所述的离子液体电解质的添加剂为：胍盐、锂盐、钠盐、钾盐、铯盐、镁盐或至少有一种含孤立电子对的氮原子的化合物；所述的离子液体电解质的固化剂为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化铝、纳米氧化镁、碳纳米管及其衍生物、富勒烯及其衍生物或石墨及其衍生物；所述的离子液体电解质的溶剂为乙腈，戊腈，甲氧基丙腈，呋喃，或聚合物如聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚偏氟乙烯-六氟丙烯-三氟氯乙烯共聚物、聚酰胺、聚吡咯、聚噻吩、聚苯乙烯、顺丁橡胶聚环氧乙烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚吡咯或聚噻吩以及它们的衍生物；所述的离子液体电解质，含双(氟磺酰)亚胺离子的离子液体和含碘离子的离子液体的物质的量的比例范围是10:1-1:5；所述的离子液体电解质，单质碘与含碘离子的离子液体的物质的量的比例范围为1:50-1:2；所述的离子液体电解质，其他离子液体与含碘离子的离子液体的物质的量的比例范围为20:1-1:2；所述的离子液体电解质，添加剂与含碘离子的离子液体的物质的量的比例范围为1:100-1:10；所述的离子液体电解质，固化剂与含碘离子的离子液体的物质的量的比例范围为20:1-1:20。所述的离子液体电解质，溶剂与含碘离子的离子液体的物质的量的比例范围为10:1-1:80。