[發明專利]光誘導質子化太陽能電池

有效

• 申請號: 200910082552.0
• 申請日: 2009-04-24
• 公開（公告）號: CN101872866A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發明（設計）人: 江雷;聞利平;翟錦;聶富強;宋延林
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: H01M6/36
• 分類號: H01M6/36
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 李柏

1.一種光誘導質子化太陽能電池，其包括作為光電化學池的密閉容器、陽離子交換隔膜、在水中經光誘導能夠產生氫離子和陰離子的光酸分子以及電極；其特征是：

所述的密閉容器中有與密閉容器的四個內壁密封相連接的陽離子交換隔膜，并且該陽離子交換隔膜將所述的密閉容器分成體積不相等的第一容器和第二容器，其中，在第一容器中盛放有在水中經光誘導能夠產生氫離子和陰離子的光酸分子的水溶液，在第二容器中盛放有水；

所述的密閉容器只有其中所述的第一容器的一側壁有部分地方能夠透光，且透過光與陽離子交換隔膜成90度入射角，其余密閉容器的壁為不能透光；

在第一容器中的透光部分處設置有陽極或陰極；在第二容器中設置有陰極或陽極；并且第一容器中設置的陽極或陰極的導線通向第一容器外，對應于第二容器中設置的陰極或陽極的導線通向第二容器外。

2.根據權利要求1所述的光誘導質子化太陽能電池，其特征是：所述的電極材料是鉑電極、銀/氯化銀電極或ITO電極。

3.根據權利要求1所述的光誘導質子化太陽能電池，其特征是：所述的第一容器與第二容器的體積比為1/10～1/2。

4.根據權利要求1或3所述的光誘導質子化太陽能電池，其特征是：所述的第一容器側壁能夠透光的部分面積占該側壁總面積的1/10～1/3。

5.根據權利要求1所述的光誘導質子化太陽能電池，其特征是：所述的陽離子交換膜只允許光酸分子在水中經光誘導能夠產生的氫離子透過，而不允許光酸分子本身和光酸分子在光照射后產生的陰離子透過。

6.根據權利要求1或5所述的光誘導質子化太陽能電池，其特征是：所述的陽離子交換膜是在膜結構中含有酸性活性基團的陽離子交換膜。

7.根據權利要求6所述的光誘導質子化太陽能電池，其特征是：所述的含有酸性活性基團的陽離子交換膜是選自酸性活性基團磺酸化的、磷酸化的、羧酸化的或酚羥基化的聚苯乙烯膜或全氟的聚苯乙烯膜，酸性活性基團磺酸化的、磷酸化的、羧酸化的或酚羥基化的聚乙烯膜或全氟的聚乙烯膜，酸性活性基團磺酸化的、磷酸化的、羧酸化的或酚羥基化的聚氯乙烯膜或全氟的聚氯乙烯膜，酸性活性基團磺酸化的、磷酸化的、羧酸化的或酚羥基化的聚丙烯膜或全氟的聚丙乙烯膜所組成的組中至少一種。

8.根據權利要求7所述的光誘導質子化太陽能電池，其特征是：所述的酸性活性基團是-SO₃H活性基團、-OPO₃H₂活性基團、-PO₃H₂活性基團、-COOH活性基團、酚羥基活性基團中的一種。

9.根據權利要求1所述的光誘導質子化太陽能電池，其特征是：所述的光酸分子的水溶液的濃度為1μM～飽和溶液的濃度。

10.根據權利要求1、5或9所述的光誘導質子化太陽能電池，其特征是：所述的光酸分子為在水溶液中及光照的作用下能夠發生光解反應分解為氫離子及陰離子，且在避光條件下氫離子又能夠與光酸分子光解產生的陰離子重新形成光解前的光酸分子。

11.根據權利要求1或5所述的光誘導質子化太陽能電池，其特征是：所述的光酸分子為萘酚類光酸分子、芘酚類光酸分子或中的一種。

12.根據權利要求10所述的光誘導質子化太陽能電池，其特征是：所述的光酸分子為萘酚類光酸分子、芘酚類光酸分子或中的一種。

13.根據權利要求11所述的光誘導質子化太陽能電池，其特征是：

所述的萘酚類光酸分子為：

所述的芘酚類光酸分子為：

14.根據權利要求12所述的光誘導質子化太陽能電池，其特征是：

所述的萘酚類光酸分子為：

所述的芘酚類光酸分子為：