Tailoring the Cross-linking Core Size Toward Enhanced Low-temperature Performance of Polymer Electrolytes for Quasi-solid-state Dye-sensitized Solar Cells

doi:10.7503/cjcu20250291

Abstract

Abstract:

This study employed cross-linking units with star-like topology of varying sizes ethoxylated trimethylolpropane triacrylate（ETPTA）， polyhedral oligomeric silsesquioxanes（POSS） and nano-zirconia） as cross-linking cores to chemically cross-link with poly（ethylene glycol） diacrylate（PEGDA）， constructing three polymer networks（EP， PP and ZP） for application in quasi-solid-state dye-sensitized solar cells（DSSCs）. The results demonstrate that the strategy of increasing the size of the cross-linking core effectively enlarges the free volume of the polymer， reduces its glass transition temperature， and consequently enhances its low-temperature electrochemical performance. At a low temperature of -40 ℃， the power conversion efficiency（PCE） of the ZP-based device shows a significant increase of 37.4% compared to the EP-based device. This research provides a novel and effective strategy for developing quasi-solid-state electrochemical devices suitable for high altitude environment.

Key words: Quasi-solid-state dye-sensitized solar cell, Gel polymer electrolyte, Chemical cross-linking, Low temperature electrochemical performance

CLC Number:

O631

TrendMD:

LIN Jianfei, LI Yanan, WANG Yinglin, ZHANG Xintong. Tailoring the Cross-linking Core Size Toward Enhanced Low-temperature Performance of Polymer Electrolytes for Quasi-solid-state Dye-sensitized Solar Cells[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2026, 47(1): 20250291.

Figures/Tables 7

Table 1 Photovoltaic performances of DSSCs measured under simulated AM 1.5G illumination of 100 mW/cm2， and fitted values from the J-V measurement

Cell	V_oc/V	J_sc/（mA·cm^-2）	FF	IPCE（%）	J $s c I P C E$ /（mA·cm^-2）
EP	1.01	12.58	0.75	9.58	11.26
PP	1.03	12.98	0.73	9.76	11.24
ZP	0.98	13.44	0.73	9.61	11.39

Table 1 Photovoltaic performances of DSSCs measured under simulated AM 1.5G illumination of 100 mW/cm2， and fitted values from the J-V measurement

Cell	V_oc/V	J_sc/（mA·cm^-2）	FF	IPCE（%）	J $s c I P C E$ /（mA·cm^-2）
EP	1.01	12.58	0.75	9.58	11.26
PP	1.03	12.98	0.73	9.76	11.24
ZP	0.98	13.44	0.73	9.61	11.39

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