[發明專利]一種用于染料敏化太陽能電池的復合膜對電極及其制備方法

無效

• 申請號: 200910072715.7
• 申請日: 2009-08-21
• 公開（公告）號: CN101630595A
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發明（設計）人: 牛海軍;羅俊;崔建偉
• 申請（專利權）人: 黑龍江大學
• 主分類號: H01G9/04
• 分類號: H01G9/04;H01G9/048;H01G9/042;H01G9/20;H01M14/00;H01L51/44;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 韓末洙

1.一種用于染料敏化太陽能電池的復合膜對電極的制備方法，所述用于染料敏化太陽能電池的復合膜對電極由下至上依次由導電基底(1)、二氧化錳薄膜(2)和導電聚合物薄膜(3)通過分子間作用力和原子間作用力的共同作用下連接而成；其特征在于用于染料敏化太陽能電池的復合膜對電極的制備方法是通過以下步驟實現的：

一、電泳沉積制備二氧化錳薄膜

a、二氧化錳電泳液的配置：將二氧化錳粉末分散在非質子有機溶劑中，然后再加入四丁基氫氧化銨，攪拌24小時后，靜置1小時，然后離心，干燥后再將二氧化錳粉末分散于非質子有機溶劑中，然后超聲振蕩20～40min，再靜置20～40min，得到穩定的懸浮狀的二氧化錳電泳液，其中兩次二氧化錳粉末分散于非質子有機溶劑的比例關系為：二氧化錳粉末質量和非質子有機溶劑體積的比例為6～7g∶350mL，二氧化錳粉末質量與四丁基氫氧化銨體積的比例為6～7g∶150mL；

b、二氧化錳薄膜的制備：在二氧化錳電泳液中，以導電基底作為陽極，鉑電極作為陰極，陰極與陽極間距離0.5～1.0cm，在直流40～60V電壓下，電泳3～5秒，在導電基底上沉積二氧化錳薄膜，然后將沉積有二氧化錳薄膜的導電基底在70℃～90℃下真空干燥3～5h，在導電基底上得到二氧化錳薄膜；

二、復合膜對電極的制備

a、聚合物單體電沉積液的配置：將導電聚合物單體溶解于三氟化硼乙醚中得到導電聚合物單體電沉積液，導電聚合物單體的濃度為15～20mmol/L；

b、復合膜對電極的制備：在導電聚合物單體電沉積液中，以掃描速度為0.05V/s，用電化學工作站以三電極體系，以沉積有二氧化錳薄膜的導電基底作為工作電極，鉑電極作為對電極，飽和甘汞電極或者銀/氯化銀電極作為參比電極，設置初始電位為-0.8V，在-0.8V～1.6V的掃描范圍內進行循環伏安掃描10～20圈，然后取出工作電極，用去離子水沖洗，再在70℃～90℃下真空干燥10～15h得到二氧化錳/導電聚合物復合膜對電極，即用于染料敏化太陽能電池的復合膜對電極。

2.根據權利要求1所述的一種用于染料敏化太陽能電池的復合膜對電極的制備方法，其特征在于步驟一的a步驟中二氧化錳粉末的制備方法為：將高錳酸鉀和硫酸錳分別溶解于去離子水中配置成質量濃度為16g/L的高錳酸鉀溶液和152g/L的硫酸錳溶液，然后量取60mL高錳酸鉀溶液置于三頸瓶中，然后再加入15mL?NH₃·H₂O，調節pH值為10～11，攪拌，并且在攪拌的同時以10滴/min的速率向三頸瓶中滴加硫酸錳溶液10mL，滴加完后再繼續攪拌反應8～12h，然后靜置20～40min，除去上層清液，然后將下層沉淀物抽濾，并用乙醇將沉淀物濾餅抽洗3～5次，再將沉淀物在70～90℃下干燥20～24h，然后將沉淀物研磨成粒徑在1～10μm的粉末，再在360～420℃下灼燒3h，即得到二氧化錳粉末。

3.根據權利要求1或2所述的一種用于染料敏化太陽能電池的復合膜對電極的制備方法，其特征在于步驟一的a步驟中非質子有機溶劑為乙腈、丙酮、碳酸酯、咪唑類離子液體或者醚類。

4.根據權利要求3所述的一種用于染料敏化太陽能電池的復合膜對電極的制備方法，其特征在于步驟一的b步驟中導電基底選自導電玻璃、不銹鋼金屬片或者鍍有導電金屬薄膜的絕緣材料。

5.根據權利要求1或2所述的一種用于染料敏化太陽能電池的復合膜對電極的制備方法，其特征在于步驟一中b步驟中電泳4秒。

6.根據權利要求5所述的一種用于染料敏化太陽能電池的復合膜對電極的制備方法，其特征在于步驟二的a步驟中導電聚合物單體為吡咯、吡咯衍生物、噻吩或者噻吩衍生物，所述的吡咯衍生物為1-C_1-7烷基吡咯或者3-C_1-8烷基吡咯，所述的噻吩衍生物為3-C_1-12烷基噻吩、3-苯基噻吩、3-乙醇基噻吩、3，4-乙撐基二氧噻吩或者3，4-二甲氧基噻吩。