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Tetramethyl Succinonitrile as a Solid Plasticizer in a Poly(ethylene oxide)8-LiI-I2 Solid Polymer Electrolyte
Macromolecular Rapid Communications ( IF 4.2 ) Pub Date : 2022-01-27 , DOI: 10.1002/marc.202100764 Ravindra Kumar Gupta 1 , Hamid Shaikh 2 , Ahamad Imran 1 , Idriss Bedja 3 , Abdullah Saleh Aldwayyan 4
Macromolecular Rapid Communications ( IF 4.2 ) Pub Date : 2022-01-27 , DOI: 10.1002/marc.202100764 Ravindra Kumar Gupta 1 , Hamid Shaikh 2 , Ahamad Imran 1 , Idriss Bedja 3 , Abdullah Saleh Aldwayyan 4
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Dye-sensitized solar cell (DSSC) is a promising alternative to the commercially available amorphous silicon-based solar cell because of several advantageous properties. A DSSC with a fast ion conducting solid polymer electrolyte is required for the arid atmosphere of Gulf countries. In this work, a new matrix, poly(ethylene oxide)-tetramethyl succinonitrile blend to synthesize a blend-LiI-I2 solid polymer electrolyte for the DSSC application has been proposed. The tetramethyl succinonitrile is a member of plastic crystal with a solid–solid phase transition temperature (Tpc) of ≈71 °C and melting temperature (Tm) of ≈170.5 °C. Its molar fraction, 0.1–0.15 is sufficient enough for synthesizing a polymer electrolyte with electrical conductivity of >10–4 S cm–1 at room temperature. This electrolyte shows Vogel–Tamman–Fulcher type behavior with a low value (≈0.083 eV) of pseudo-activation energy for easy ion transport. The results of Fourier-transform infrared spectroscopy, X-ray diffractometry, and differential scanning calorimetry studies reveal the plasticizing effect of tetramethyl succinonitrile to form an amorphous phase. This electrolyte results in a ≈661% gain in short-circuit current density and thereby a ≈552% gain in the cell efficiency (≈3.5%) with respect to the DSSC prepared with the tetramethyl succinonitrile-free electrolyte.
中文翻译：
四甲基丁二腈作为聚（环氧乙烷）8-LiI-I2 固体聚合物电解质中的固体增塑剂
染料敏化太阳能电池 (DSSC) 是市售非晶硅基太阳能电池的一种有前途的替代品，因为它具有多种优势。海湾国家的干旱大气需要具有快速离子传导固体聚合物电解质的 DSSC。在这项工作中，提出了一种新的基体聚（环氧乙烷）-四甲基丁二腈共混物来合成用于 DSSC 应用的共混物-LiI-I 2固体聚合物电解质。四甲基丁二腈是一种塑料晶体，固固相变温度（T pc）≈71 °C ，熔点（T m) ≈170.5 °C。其摩尔分数 0.1–0.15 足以合成室温下电导率 >10 –4 S cm –1的聚合物电解质。该电解质表现出 Vogel-Tamman-Fulcher 型行为，具有低值 (≈0.083 eV) 的伪活化能，便于离子传输。傅里叶变换红外光谱、X 射线衍射和差示扫描量热研究的结果揭示了四甲基丁二腈的增塑作用以形成无定形相。与使用不含四甲基丁二腈的电解质制备的 DSSC 相比，该电解质导致短路电流密度增加约 661%，从而电池效率增加约 552%（约 3.5%）。
更新日期：2022-01-27
中文翻译：
四甲基丁二腈作为聚（环氧乙烷）8-LiI-I2 固体聚合物电解质中的固体增塑剂
染料敏化太阳能电池 (DSSC) 是市售非晶硅基太阳能电池的一种有前途的替代品，因为它具有多种优势。海湾国家的干旱大气需要具有快速离子传导固体聚合物电解质的 DSSC。在这项工作中，提出了一种新的基体聚（环氧乙烷）-四甲基丁二腈共混物来合成用于 DSSC 应用的共混物-LiI-I 2固体聚合物电解质。四甲基丁二腈是一种塑料晶体，固固相变温度（T pc）≈71 °C ，熔点（T m) ≈170.5 °C。其摩尔分数 0.1–0.15 足以合成室温下电导率 >10 –4 S cm –1的聚合物电解质。该电解质表现出 Vogel-Tamman-Fulcher 型行为，具有低值 (≈0.083 eV) 的伪活化能，便于离子传输。傅里叶变换红外光谱、X 射线衍射和差示扫描量热研究的结果揭示了四甲基丁二腈的增塑作用以形成无定形相。与使用不含四甲基丁二腈的电解质制备的 DSSC 相比，该电解质导致短路电流密度增加约 661%，从而电池效率增加约 552%（约 3.5%）。
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