染料敏化太阳电池中准固态电解质的研究进展

张 威，桃 李，王 浩，张 军

(湖北大学物理与电子科学学院 铁电压电材料与器件湖北省重点实验室,湖北 武汉 430062)

1 前 言

自1991年Grätzel领导的研究小组制作出第一块光电转化效率为7.1%的二氧化钛(TiO2)纳米多孔薄膜染料敏化太阳电池(DSSC)以来[1]，因其成本低廉、制备工艺简单、转换效率高等特点，得到了广泛的关注并迅速发展起来[2, 3]。

DSSC的经典结构是“三明治”夹心结构(图1)，主要由导电基底、半导体纳米多孔薄膜(多为TiO2、ZnO等)、染料敏化剂(N719、C101等)、含有氧化还原电对(I-/I3-、或Br-/Br3-、SeCN-/(SeCN)2、SCN-/(SCN)2等[4-6])的电解质和对电极(如涂有Pt的导电玻璃[7]、PEDOT[8]、MoS2[9, 10]、C[11, 12]等)几个主要部分组成[13,14]。当太阳光照射在光阳极时，染料分子吸收太阳光能量，从基态跃迁到激发态。激发态的染料分子将电子注入到TiO2导带中，同时染料分子失去电子变为氧化态。注入到TiO2导带中的电子可快速到达膜与导电玻璃的接触面并且在导电基底上富集，再经外电路流向对电极。而电解质中I-还原氧化态的染料使其再生，与此同时I-被氧化生成I3-，I3-在对电极表面获得电子，被还原成I-，从而完成一个循环[15-17]。

图1 染料敏化太阳电池结构示意图Fig.1 Structure of dye-sensitized solar cell

电解质作为DSSC的重要组成部分[18]，根据其存在状态可以分为液态电解质、固态电解质和准固态电解质3类。

液态电解质主要由有机溶剂(常为乙腈、戊睛和甲氧基丙腈等腈类和γ-丁内酯等酯类物质)、氧化还原电对和添加剂等构成。因具有离子导电率高、对TiO2纳米多孔薄膜浸润性较好等优点，因此基于液态电解质制备的DSSC具有较高的光电转换效率。目前，基于液态电解质的DSSC效率已突破14%[19]。但是，液态电解质存在有机溶剂易挥发、对器件的封装技术要求高、且长期使用过程中电池效率下降明显等问题，从而大大限制了其工业化进程[20]。

固态电解质是一种利用空穴传输的电解质材料[21]。当光激发染料分子时，染料分子变为激发态，将电子传输给激发态染料分子，同时将产生的空穴传输到对电极，并通过外电路完成循环。相比液态电解质，固态电解质虽然解决了其溶剂易挥发的问题，但由于其固态电解质对TiO2膜浸润性相对较差且导电性不好，使其组装的电池效率普遍不理想。目前文献报道的基于固态电解质DSSC的最高光电转换效率为11%[22]，但由于浸润性和电解质导电性能差等固有问题，普遍效率仍低于准固态DSSC。

准固态电解质又称凝胶电解质，是一种介于液态电解质和固态电解质之间的特殊状态。当添加到液态电解质中的胶凝剂在特定条件下相互交联而形成三维网络结构，从而固化液态电解质，使其具有一定的机械性能，宏观表现为固态而不具有流动性，解决了液态电解质中有机溶剂易挥发及电池封装困难等问题。同时，准固态电解质的导电性能仍然是基于离子导电的，因此准固态电解质在微观上仍保留了液态电解质高导电性的优点，这在一定程度上保证了对应电池器件高的光电转换效率，使得准固态电解质得到迅速发展[23-26]。

2 DSSC中的准固态电解质

由于准固态电解质既可以弥补固态电解质导电性差及电池光电转换效率低的问题，又可以解决液态电解质中有机溶剂易挥发、泄露及电池封装困难等问题，近些年来被广大研究者和工业界热切关注。目前基于准固态电解质的DSSC最高光电转换效率已经突破了10%[27]。 根据热响应性能，准固态电解质可分为可逆和不可逆凝胶电解质。

2.1 可逆凝胶电解质

可逆凝胶电解质指随环境温度升高时，电解质由凝胶态向液态转变。当温度达到或高于相转变温度时，电解质完全变为液态；而当环境温度降低时，电解质又将由液态向凝胶态转变，当温度达到或低于相转变温度时，电解质又变为凝胶态；即可逆凝胶电解质是指随环境温度的变化，电解质状态可在凝胶态和液态间进行可逆转变。可逆凝胶电解质因其胶凝剂种类丰富、制备过程简单等特点而备受关注。目前，应用于DSSC中的准固态电解质多为可逆凝胶电解质。可逆凝胶电解质又可以分为小分子凝胶电解质和热塑型聚合物凝胶电解质两类。

2.1.1 小分子凝胶电解质

小分子胶凝剂的种类非常丰富，并且其制备过程以及准固态电池的组装工艺相对简单，使得小分子凝胶电解质在DSSC中得以广泛应用。小分子凝胶电解质的制备过程和对应准固态染料敏化太阳电池的组装过程如图2所示。

日本的Yanagida研究小组[28, 29]自1998年就开始利用小分子胶凝剂制备凝胶电解质并应用于DSSC中。在2001年，其小组利用氨基酸类化合物作为小分子胶凝剂胶凝3-甲氧基丙腈(MPN)基液态电解质，将所制备的凝胶电解质组装成准固态DSSC，在AM1.5光照下获得了5.91%的光电转换效率。该研究制备的准固态电解质表现出了良好的稳定性，在电池工作1000 h后效率基本保持不变，而对应液态DSSC的效率已经下降至初始值的50%，掀起了小分子凝胶电解质的研究热潮。

2004年开始，Grätzel研究小组[30, 31]利用1,3∶2,4-二-O-苄基-D-山梨糖醇(DBS)、1,3∶2,4-二-O-甲基苄基-D-山梨糖醇(MDBS)、1,3∶2,4-二-O-甲基亚苄基-D-山梨糖醇(DMDBS)3种山梨糖醇衍生物作为胶凝剂(分子结构如图3所示)，胶凝3-甲氧基丙腈(MPN)，制备了凝胶电解质并将其应用到DSSC中。在使用Ru基染料(Z-907)条件下，获得了6.1%转换效率。同期，Dai和Huo等在热可逆小分子凝胶电解质方面也做了大量的研究，该小组利用四溴十二烷基铵[32]作为小分子凝胶剂获得了75 ℃的高相转变温度的准固态电解质，其组装的准固态DSSC表现出良好的稳定性，在60 ℃条件下，连续工作1000 h，仍保持初始效率的93%。这进一步拓展了制备准固态电解质的小分子凝胶剂的种类和范围。除此之外，酰胺类分子也可作为胶凝剂用于准固态电解质的制备。

图2 小分子凝胶电解质的制备和对应准固态染料敏化太阳电池的组装Fig.2 Preparation of low molecule mass organogelaters based gel electrolytes and fabrication of quasi-solid-state dye-sensitized solar cell

图3 DBS(a)，MDBS(b)和DMDBS(c)的分子结构[30]Fig.3 Molecular structure of DBS (a), MDBS (b) and DMDBS (c)[30]

2012年，Yu等[33]利用环己烷甲酸-[4-(3-十八烷基脲基)苯基]酰胺小分子凝胶剂(图4a)胶凝MPN基液态电解质，并利用C105染料分子，获得了9.1%的高光电转换效率。2015年，Dai研究小组[34]利用酰胺键间含5个亚甲基的N,N’-1,5-戊二基双月桂酰胺作为有机小分子胶凝剂(图4b)，选用高比表面积的TiO2微米球并配合高消光系数的钌染料C101制备成新型高性能光阳极，组装成的准固态DSSC效率高达9.61%，且在1000 h的加速光热老化过程中，光电转换效率并未有明显的下降。

图4 环己烷甲酸-[4-(3-十八烷基脲基)苯基]酰胺[33](a)和N,N’-1,5-戊二基双月桂酰胺[34](b)分子结构Fig.4 Molecular structure of cyclohexanecarboxylic acid-[4-(3-tetradecylureido)phenyl]amide[33] (a) and N,N’-1,5-pentanediylbis-dodecanamide[34](b)

合成的酰胺类小分子凝胶剂在准固态DSSC中表现出了优秀的电化学性能，把基于小分子凝胶电解质的准固态DSSC的光电转换效率带到了将近10%的水平，证明了酰胺类分子是有效的胶凝剂，并可获得高效、稳定的电池器件，这有利于DSSC的商业化应用。

目前，基于小分子的凝胶电解质由一元胶凝剂体系逐渐向多元超分子凝胶电解质发展。在2015年， Dai和Huo研究小组[35]，利用二酰胺制备成一元凝胶剂凝胶电解质体系，在此基础上引入4-[(叔丁氧羰氨基)甲基]吡啶，制备成二元超分子凝胶电解质体系，并将其应用于DSSC中。所制备的二元超分子凝胶体系与一元凝胶体系的电解质在微观形貌上有着明显的差别：前者的网络纤维呈树枝状且较稀疏，而一元凝胶电解质体系的纤维尺寸较大，且分布密实、孔洞较小。这些差异进一步导致了不同凝胶电解质体系电导率的差别，体现在基于二元超分子凝胶电解质的准固态DSSC的短路电流密度比基于一元凝胶剂体系的准固态DSSC的高约7%，最终使得前者的光电转换效率(7.04%)高于后者的光电转换效率(6.59%)。

2017年，Dai和Huo研究小组[36]利用碘乙酰胺和N,N’-1,5-辛二基双月桂酰胺制备成二元超分子凝胶电解质体系，并应用于DSSC中。研究过程发现，超分子体系中的碘乙酰胺分子中的氨基能与Li+离子和I3-离子相互作用，一方面加速了电解质中氧化还原电对的传输，另一方面减小了TiO2/电解质接触面I3-离子的浓度，抑制了该接触面的电子复合，最终使得基于二元超分子凝胶电解质的准固态DSSC的光电转化效率(7.32%)，比对应一元凝胶剂体系的准固态DSSC的光电转化效率(6.24%)提升了17%。通过在一元小分子凝胶电解质的基础上引入其它有机分子，形成多元超分子凝胶电解质体系，从而达到改善某些光电性能的目的，为今后基于小分子凝胶电解质的准固态DSSC，提供了一个重要的发展方向。表1总结了一些基于小分子凝胶电解质的准固态DSSC的光电转换效率。

虽然可逆小分子凝胶电解质具有制备过程简单、离子导电性高等特点，但为了电解质的方便灌入，此类凝胶电解质的相转变温度通常较低。因此，随着外界温度上升，电解质存在着由凝胶态向液态转变的倾向，仍存在有机溶剂挥发和电解质泄露的风险，使得电池器件在室外长时间高温下工作的可行性大大降低。

2.1.2 热塑型聚合物凝胶电解质

热塑型聚合物凝胶电解质是热可逆凝胶电解质中研究较广泛的一类，其聚合物分子在溶剂中通过氢键、范德华力和静电力等非共价键相互作用而形成相互交错的网络结构。由于非共价键的键能较小，当外界温度达到或高于其相转变温度时，发生凝胶态向液态的可逆转变[37]。

表1 基于小分子凝胶电解质的准固态DSSC的光电转换效率Table 1 Efficiencies of quasi-solid-state DSSCs based on the low molecular gel electrolytes

早在1995年，Cao研究小组[38]就使用乙烯纤维素(EC)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯腈(PAN)在乙腈(ACN)中制备了热塑型聚合物凝胶电解质，并尝试将其应用于DSSC中。此后，热塑型聚合物凝胶电解质在准固态DSSC中得到了广泛的研究和飞速的发展。热塑型聚合物凝胶电解质凝胶结构相对比较稳定，可显著提升DSSC的长期稳定性，且具有离子高导电性能的特点[39]。

2004年，Wang等[40]利用5%(质量分数)的聚偏二氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)作为凝胶剂(图5a)，用于胶凝基于MPN的液态电解质，其组装的DSSC(Z-907作为染料敏化剂)获得了约6.7%的光电转换效率并且表现出了良好的稳定性，在80 ℃条件下加速老化30 d，电池仍能保持初始效率的90%以上。2007年，Huo等[41]利用10%(质量分数)的 PVDF-HFP胶凝含有1,2-二甲基-3-丙基咪唑碘(DMPII)、碘化锂、碘和1-甲基苯并咪唑的MPN液态电解质，并同时引入10%(质量分数)TiO2纳米颗粒，制备成纳米复合材料凝胶电解质，并将其应用于DSSC中。添加的TiO2纳米颗粒在一定程度上抑制了光阳极与电解质界面的电子复合过程，从而使电池效率由5.72%提升至7.18%，达到了对应液态电解质DSSC的光电转换效率水平(7.01%)，且在60 ℃老化1000 h后，其转换效率仍为初始值的90%。同年Wu等[42]制备了基于聚乙二醇(PEG)/PC/KI+I2的热塑型聚合物凝胶电解质体系，该体系实现了高导电性和稳定性，并可通过改变电解质中配方比例来调控其粘度和电导率，从而有助于改善电池的光伏性能。2011年，Zhao研究小组[43]利用琼脂糖固化1-甲基-2-吡唑烷酮(NMP)基液态电解质，并添加TiO2纳米颗粒，制备出新型多糖凝胶电解质并组装成准固态DSSC。当凝胶电解质中琼脂糖含量为2%(质量分数)、TiO2为2.5%(质量分数)时，获得了光电转换效率为4.74%的准固态电池器件。

2012年，Lee等[44]报道了热塑型聚合物凝胶电解质的一种新型制备方法：首先将聚苯乙烯(PS)纳米颗粒(图5b)涂布在Pt对电极内表面，当液态电解质被填充到组装好的DSSC中时，PS溶解于液态电解质中并进行聚合反应形成三维网络结构，进而固化液态电解质。此方法工艺简单，并且制备的热塑型聚合物凝胶电解质与光阳极具有良好的接触，使得制备的准固态电池光电转化效率较高。基于该凝胶电解质的DSSC的光电转换效率为7.59%，与对应液态DSSC的转换效率相当(7.54%)。在稳定性方面，基于PS的准固态电池性能要远远优于液态DSSC的。随后在2016年，Moon研究小组[45]同样采用了原位凝胶的方法制备准固态电解质。他们首先利用乳液聚合的方法合成聚偏氟乙烯纳米微粒(PVDF NSs)，然后涂在对电极上，当液态电解质灌入到DSSC内后，PVDF NSs溶解并形成聚合物凝胶电解质，电池效率达到了8.1%，高于对应液态电解质基电池的效率(6.5%)。原位凝胶的方法可以提高电解质对光阳极与对电极的浸润性，从而使得电池获得较高的光电转换效率。

此外，聚环氧乙烷(PEO)(图5c)及其共聚物也是一类常见的应用于热塑性聚合物凝胶电解质的聚合物分子。由于其主链上有一定数量的醚基，这些基团可以与碱金属阳离子相互作用，使得碘离子和碱金属阳离子接触分离，从而提高凝胶电解质的离子迁移率[46]。基于PEO的研究非常广泛，Shi等[47]使用PEO胶凝液态电解质，然后应用到DSSC中。当PEO在电解质中含量为10%(质量分数)时，电池分别在100和30 mW·cm-2光照强度下，获得了6.12%和10.11%的光电转换效率。

图5 PVDF-HFP(a)，PS(b)和PEO(c)的分子结构Fig.5 Molecular structure of PVDF-HFP (a), PS (b) and PEO (c)

2017年，Buraidah研究小组[48]将邻苯二甲酰化壳聚糖(PhCh)和聚环氧乙烷(PEO)按4∶1比例的混合，制备成聚合物凝胶电解质，然后组装成准固态DSSC，表现出优良的导电性能，获得了最高19.68 mA·cm-2短路电流密度和9.61%的光电转换效率。表2总结了一些基于热塑型聚合物凝胶电解质的准固态DSSC的光电转换效率。

同年，Lee研究小组[49]利用印刷的方法制备了高效率准固态电解质，其将聚环氧乙烷(PEO)与聚偏氟乙烯(PVDF)混合形成共凝胶剂，然后固化三甲氧基丙腈基液体，然后将准固态电解质通过热塑膜的孔印刷在光阳极上形成电解质层，组装成DSSC，获得了最高8.32%的光电转换效率。并且在引入4%(质量分数)的TiO2的纳米粒子后，DSSC的光电性能进一步得到提升，其效率达到了8.91%，高于对应液态电解质的效率(8.34%)。

表2 基于热塑型聚合物凝胶电解质的准固态DSSC的光电转换效率Table 2 Efficiencies of quasi-solid-state DSSCs based on the thermoplastic polymer gel electrolytes

2.2 不可逆凝胶电解质

不可逆凝胶电解质是另一类准固态电解质，其指随环境温度升高，电解质不会从凝胶态向液态转变，且不随温度降低而发生可逆过程的电解质。与可逆凝胶电解质相比，其稳定性能大大提高，不会随着温度的升高而导致电解质由凝胶态转变为液态，为 DSSC在高温环境下长时间稳定工作提供了保障，是准固态DSSC重要发展方向之一。目前在DSSC中应用的不可逆凝胶电解质，主要为热固型聚合物凝胶电解质。

热固型聚合物凝胶电解质体系是聚合物分子或者聚合物单体间通过化学键或共价键相互作用，从而交联在一起形成三维网络结构。基于热固型聚合物凝胶电解质的DSSC经典制备工艺方法为热/光致原位聚合法(制备工艺如图6所示)，其具有优良的热稳定性和机械稳定性，能够保证DSSC在较高温度下的正常工作[50-52]。

早在2004年，Komiya小组[53]利用一种低聚物制备热固型聚合物凝胶(图7a)，并将其组装成准固态DSSC。由于该聚合物的网络结构有助于抑制暗电流的产生，因此所组装的准固态DSSC开路电压高于对应液态DSSC开路电压，且光电转换效率达8.1%。这种热引发原位聚合法生成热固型聚合物凝胶电解质的工艺，为研究热固型聚合物凝胶电解质提供了一种新方法。2005年，Wang等[54]利用在电池内部进行原位聚合的方法制备了准固态DSSC。先将聚合物单体与液态电解质一同注入到DSSC后，在80 ℃加热电池，使电池内部发生聚合反应，产生项链交联式的三维网络聚合物结构，同时将液态电解质固化。该凝胶电解质组装的DSSC效率为7.72%。通过原位聚合反应制备准固态DSSC，可以保证电解质对TiO2多孔光阳极的有效浸润，从而使得电池具有较高的光电转换效率，同时保证了电池器件的长期稳定性。2009年，Yang等[55]同样采用在电池内部原位聚合的方式，制备成PVDF-HFP超薄多孔膜(厚度约150 nm)，多孔膜吸收液态电解质，从而形成准固态电解质。此聚合物多孔膜可以抑制TiO2光阳极与电解质界面的电子复合过程，从而减小了暗电流，有助于电池开路电压的提升。最终基于该热固型聚合物电解质的准固态电池获得了8.35%高光电转换效率，而对应液态电解质DSSC的效率仅为7.90%。

图6 热固型聚合物凝胶电解质的制备和对应准固态染料敏化太阳电池的组装Fig.6 Preparation of thermosetting polymer organogelaters based gel electrolytes and fabrication of quasi-solid-state dye-sensitized solar cells

2010年，Winther-Jensen等[56]利用TiO2作为光引发剂，使2-羟基乙基甲基丙烯酸酯(HEMA)和三乙二醇二丙烯酸酯(TEGDA)在离子液体中进行光聚合反应。因利用TiO2作为光引发剂，不会在电解质体系中引入副产物，从而保证了所组装的准固态DSSC的光伏性能。

2012年，Wu研究小组[57]利用两步溶液聚合法制备了基于聚丙烯酸/明胶/聚苯胺(PAA/Gel/PANI)的微孔混合聚合物，进而获得了高电导率(14.38 mS·cm-1)的凝胶电解质，以及6.94%光电转换效率的准固态DSSC。

2013年，Ho研究小组[58]利用一个由聚(环氧乙烷)片段、氨基酸连接器、氨基末端和酰胺交联剂构成的多功能共聚物，然后吸附液态电解液形成准固态电解质，并通过切片的方法组装成准固态DSSC。该热固型聚合电解质内部形成相互连通的三维纳米通道结构，保证了电解质的良好导电性，使得组装的准固态DSSC获得了9.48%光电转换效率，高于对应的液态DSSC的效率(8.84%)。

同年，Ma等[59]利用光聚合反应，在乙腈基液态电解质中制备了多孔的醋酸乙烯酯共聚甲基丙烯酸甲酯P(VA-co-MMA)共聚物，进而获得了9.1%的高光电转换效率的准固态DSSC。在此热固型电解质中引入TiO2纳米颗粒后，可进一步增强电解质的离子导电性，使准固态DSSC的效率提至高9.40%，且在模拟太阳光照老化1000 h后，电池效率仍能保持初始效率的96.7%。此外，该实验首次利用丝网印刷技术把聚合物凝胶电解质刷在光阳极上并组装成DSSC，制作出有效面积为16.2 cm2的大面积准固态DSSC，获得了4.39%的光电转换效率。

随后，Park研究小组[27]利用甲基丙烯酸甲酯(MMA)和1,6-乙二醇丙烯酸甲酯(HDDA)两种分子(图7b，7c)在纳米TiO2颗粒表面进行原位聚合反应，制备了具有纳米孔三维网络结构聚合物复合材料，进一步制备成准固态电解质并应用到DSSC中。该热固型聚合物电解质的特点在于其纳米孔具有选择透过性，即纳米孔允许电解质中I-离子通过，使其与染料分子反应并使产生的I3-离子通过纳米孔输送到对电极；同时降低了电解质中I3-在TiO2/电解质界面处与电子的复合几率，最终使得所组装的准固态DSSC获得了10.6%高光电转换效率。

2015年，Shi等[60]利用季戊四醇和己二酸的酯化反应制备了具有三维网状结构的己二酸季戊四醇酯(PAAPE)聚合物，并将其应用到DSSC中，在AM1.5光照下，电池效率为6.81%。在此报道中，该热固型聚合物电解质在350 ℃依然稳定，使DSSC在高温环境下工作成为可能。

2016年，Chen研究小组[61]利用1-乙烯咪唑与n-烷基溴化物之间的季铵化反应生成乙烯咪唑基离子液体单体，然后加入光引发剂，经过紫外光照射后，其单体发生光聚合反应生成聚合物薄膜，制备成电解质并应用到DSSC中，获得了4.01%的光电转换效率且展现出优秀的热稳定性。

图7 低聚物[53](a)，MMA (b)和HDDA[27](c)的分子结构Fig.7 Molecular structure of oligomer[53] (a), MMA (b) and HDDA[27](c)

2017年，Zheng[62]等在聚丙烯酸/聚乙二醇(PAA/PEG)中引入石墨烯，通过原位聚合形成三维网络结构，吸附乙腈(ACN)基电解液形成聚合物凝胶电解质(PGE)。该PGE三维结构上存在着石墨烯构成的相互导通的通道，缩短了氧化还原电对的扩散长度，并且石墨烯具有催化作用，促进了电子传输速率，使得PGE具有非常优秀的性能，然后将制备的PGE应用到DSSC中，最高获得了9.1%的光电转换效率。石墨烯的引入，为今后研究如何提升准固态电解质导电性、稳定性等问题又提供了一个新思路。表3总结了一些基于热固型聚合物凝胶电解质的准固态DSSC的光电转换效率。

表3 基于热固型聚合物凝胶电解质的准固态DSSC的光电转换效率Table 3 Efficiencies of quasi-solid-state DSSCs based on the thermosetting polymer gel electrolytes

3 结 语

应用于DSSC的准固态电解质中，小分子凝胶电解质虽具有胶凝剂来源丰富、制备过程简单、离子导电性能好等优点，但由于相转变温度通常较低，从而导致小分子凝胶电解质的机械强度相对较弱，若电池处在较高温度的工作环境下，凝胶电解质有向液态转变的趋势，使得所组装的电池仍存在泄露以及光伏性能下降的风险。相较于小分子凝胶电解质，基于高分子的热塑型聚合物凝胶电解质的三维网络相对较稳定，但仍存在电解质由凝胶态向液态的转变。

将热固型聚合物凝胶电解质此类不可逆凝胶电解质应用于DSSC中，可以避免上述可逆凝胶的热可逆所导致的问题。同时，在电池内部进行原位聚合制备而成的热固型聚合物凝胶电解质，对纳米多孔光阳极和对电极均有良好的界面浸润性，且具有较高的电导率，因此可获得高光电转换效率和良好稳定性的电池器件，是准固态DSSC的一个重要发展方向。同时，目前在准固态电解质的研究中，对凝胶电解质体系的三维网络微结构如何进行调控是另一个重要的发展方向。在分子水平上进行设计，从而使得凝胶网络结构可控，获得具有理想电导率且稳定的凝胶电解质，从而进一步改善DSSC的光伏性能，使其更适用于大规模的商业化生产。