电解质水污染对用RuLL'(NCS)2染料和N-添加剂如4-叔丁基吡啶(TBP)制备的染料敏化太阳能电池(DSC)的光浸泡寿命的不利影响尚不清楚。基于对钌(III)配合物Ru(bipy)2(NCS)2+(1+)和RuLL'(NCS)2+(L = 4,4'-二羧基 - )的稳定性的研究,提出了一种新的解释。 2,2'-联吡啶,L'= 4,4'-壬基-2,2'-联吡啶)(Z907 +)在乙腈中,在水和吡啶存在下,碱性变化很大。根据总反应,1+与含有吡啶碱(X)的乙腈中的少量水反应:6Ru(bipy)2(NCS)2 ++ 4H2O + 8X→5Ru(bipy)2(NCS)2 + Ru (联吡啶)2(NCS)(CN)+ SO42- + 8XH +。提出1+(和Z907 +)的反应机理是由OH-给予Ru(bipy)2(NCS)(NCS-OH)的攻击引发的。碱越强,反应越快。将DSC中Z907 +的使用寿命外推至典型的TBP浓度0.5M,降解率约为7s-1。 Z907 +与一层纳米结晶TiO2表面结合,当插入含有4-叔丁基吡啶的乙腈溶液中时也快速反应。在含有超过500mM水的“湿”电解质中,用Z907制备的DSC的光浸泡寿命预计在室外光照浸泡条件下约为10天,而痕量水(<25mM)在典型的DSC中,通过仅消耗10%的Z907,“干”电解质中的电解质消耗殆尽。因此,预计DSC具有长的光浸泡寿命和“干”电解质。
——文章发布于2019年9月1日