高分子聚合物在太阳能电池电解质中的应用

　　顺应经济发展的趋势，各种新型能源层出不穷。太阳能是目前发展较被看好的朝阳能源，太阳能电池是太阳能在能源供应产业中的应用较好的能源利用新方式。但由于科学技术的限制，现阶段我国的太阳能电池的发展面临着一些新问题，需要得到及时高效的解决。
　　一、高分子聚合物在太阳能电池电解质中应用的简要概述
　　(一)高分子聚合物简介。高分子聚合物在太阳能电池电解质中的应用主要是以凝胶剂的形式存在。高分子聚合物凝胶剂从表面上看是液体，但实际上是一种固态物质，是一种介于固态和液态之间的准固态物质，无固定形状、无流动性。该物质是一种长链状结构，应用于太阳能电池电解质中时，稳定性较高，不受时间和温度的影响，能有效避免电池受高温易爆炸的缺陷。高分子聚合物在太阳能电池电解质中有两种应用途径，第一种途径是将高分子聚合物凝胶剂注入到呈液态的电池电解质中，以扩大交联面的方式提高电池的导电率和机械制动性能。第二种途径与第一种途径相反，是将高分子聚合物制成膜状物质，而后将电解质注入至膜中，完成高分子聚合物在太阳能电池电解质中存在与制作。高分子聚合物在太阳能电池电解质中的应用，主要是为解决电解质易挥发、封闭困难、电流不稳定的问题。目前在太阳能电池电解质中的应用较广的高分子聚合物有以下几种：聚氧化乙烯(PEO)、聚乙烯吡啶、聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和六氟丙烯的共聚物P(VDF-HFP)等等。
　　(二)高分子聚合物在太阳能电池电解质中应用的原理。高分子聚合物在太阳能电池电解质中应用的原理以光生载流子理论解释作为多数无机太阳能电池理论基础，以半导体的能带理论为基准，其载流子的产生过程相对较为简单，电池产生的电子主要是通过吸收能量，这种能量主要来源于一种高于禁带宽度的光子，太阳能电池的电流便是来源于这些自由载流子的输运，便能蓄电使用。在生成的过程中，如果在内部建设电场，将更加有利于太阳能电池光生载流子的吸收，电池使用寿命将更久。有机太阳能电池的制作材料主要是由施主材料(P)型和受主材料(N)型所组成，这两种材料都是无极半导体的部分结构，用于制作太阳能电池，能用无机太阳能的理论部分解释有机太阳能电池的物理机理。并且这种材料在太阳光照射下，能将材料中的光生电子提供转移受体，在外界激光态间的电荷转移作用下，给体中的光生电子能与受体之间直接发生转移，受体的光生空穴同样也能快速的转移，即超快的电转过程，完成有效的电阻，实现电池载流子的生成。
　　二、高分子聚合物在太阳能电池电解质中应用存在问题与解决措施
　　(一)高分子聚合物在太阳能电池电解质中应用存在问题与原因分析。与传统的液态电解质相比，使用高分子化合物凝胶剂作为太阳能电池电解质的过程中，电池电解质的光电流、光电压及转换效率都低于液毕志强 方龙贵溪振业建筑工程质量检测中心 江西贵溪 335400态电解质电池，这在一定程度上限制了这种成本低廉且原材料较易获得的新型能源电池的应用与发展。造成这些问题的原因主要有以下几个方面：第一，高分子聚合物凝胶剂掺入太阳能电池电解质之后，使得电解质黏度加强，不利于电解质的流动，电池载流子的生成效率降低，俗称电池的电导率降低。第二，由于传统的电解质都是以液态的形式存在着，高分子聚合物凝胶剂加入到太阳能电池的电解质之后，受电解质液态形式的影响，其黏度降低，逐渐变为液态存在，技术人员为降低该物质的挥发性与不易封闭的问题，在其中添加了数种交联剂和增塑剂。这种添加方式虽然使电解质的形态发生了改变，解决了传统的挥发和流动问题，但是交联剂和增塑剂对电解质中的相互反应造成了一定程度上的阻隔，降低了电池持续放电的稳定性。第三，经过观察发现，高分子聚合物凝胶剂的网状结构使电解质的部分染料分子在释放能量后不能得到及时的还原，影响了电池的持续放电。
　　(二)解决高分子聚合物太阳能电池电解质存在问题的措施。解决高分子聚合物太阳能电池电解质存在问题的措施可以从两个方面着手，第一方面为改善高分子聚合物凝胶剂的性能，使其能更好地适应太阳能电池电解质的应用与发展。第二方面为寻找新的可替代能源。改善高分子聚合物凝胶剂性能的方式有：依据高分子聚合物凝胶剂在不同状态下的导电性能，将高分子聚合物制作成存在状态不同的形态，满足人们对太阳能电池的不同需要。如可以通过区分太阳能电池的使用范围达到将高分子聚合物制作成不同状态的目的。随着新型能源的普及，太阳能电池在工业和高科技产业中的应用越来越广泛。此外，居民在日常生活中接触到的太阳能的频率也逐渐增多。举个常见的例子，太阳能热水器。高分子聚合物太阳能在这些领域的广泛应用使得通过考虑太阳能电池的具体使用用途研究太阳能电池电解质的制作成为了可能。针对寻找新的可替代能源，可以在太阳能电池电解质中添加多种高分子聚合物，降低电解质内部的结晶性，或者用新型的纳米材料用作高分子聚合物的替代能源的材料。
　　结束语
　　本文是对高分子聚合物在太阳能电池电解质中应用的探讨，文章通过对高分子聚合物的介绍和高分子聚合物在太阳能电池电解质中应用原理的简析，分析了高分子聚合物在电解质中应用的问题并提出了相应的解决措施。希望本文提出的观点能为我国新型能源的开发做出贡献。