[發明專利]一種染料敏化太陽能電池儲能電極的制備方法

無效

• 申請號: 201010275662.1
• 申請日: 2010-09-08
• 公開（公告）號: CN101923958A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 單忠強;李楊;田建華
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H01G9/04
• 分類號: H01G9/04;H01G9/20;H01M14/00;H01L51/48
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗

技術領域

本發明涉及導電聚合物以及新型太陽能電池的技術領域，屬于新材料技術以及新能源技術領域。

背景技術

染料敏化太陽能電池作為一種新型的太陽能電池，因其具有制備工藝簡單、光電轉換效率較高、制作成本較低而引起人們的廣泛關注。然而在無光的條件下，染料敏化太陽能電池是不能正常工作的。因此，儲能型染料敏化太陽能電池的研制成為了熱點之一，而目前還沒有在兩電極體系下染料敏化太陽能電池的儲能電極的制備方法的相關報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可儲能的染料敏化太陽能電池的對電極的制備方法，使電池在光照時正常工作的同時，又可以儲存能量，使其在無光時可以正常工作。制作方法簡單，成本較低，所制作的電池性能良好，具有有益的實用價值。

利用粉體涂覆的方法在染料敏化太陽能電池的Pt電極上涂覆一層導電聚合物的薄膜，厚度范圍為15-100μm，經干燥處理后組裝成染料敏化太陽能電池，用電化學工作站測試其性能。

上述導電聚合物為摻雜后的聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯以及它們衍生物中的一種或多種的混合物。

分散導電聚合物所用的溶劑為乙醇、松油醇、異丙醇、萘酚中的一種或多種的混合物。

具體技術方案如下：

本發明的一種染料敏化太陽能電池的對電極的制備方法：

1）??在導電聚合物中加入質量分數為5%-15%聚對苯乙烯磺酸或者鹽酸的水溶液進行摻雜，加入量以浸沒導電聚合物為宜，浸泡時間為1h-10h，然后進行干燥，干燥溫度為80℃-100℃，干燥時間為60min-120min，然后在摻雜好的導電聚合物中加入乙醇、松油醇、異丙醇或萘酚中的一種或者幾種的混合物，其中摻雜好的導電聚合物在整個體系只能夠的質量分數為20%-50%，滴加聚四氟乙烯粘結劑，使其在體系中的質量分數為1%-5%，超聲振蕩30min-60min，靜置備用；

2）??將膠帶Pt片固定，用滴管將步驟1）的溶液滴加Pt片上，涂覆分散均勻，然后80℃干燥10min-30min后取出，重復操作，得到涂覆厚度為15-100μm儲能電極。

再次，組裝電池，所用電解液為常規光敏化電池的電解液，光陽極為TiO₂薄膜，測試條件在為100mW/cm²的光強，AM1.5的條件下照射十分鐘，計算機記錄數據，并計算結果。

通過本方法可以使染料敏化太陽能電池在光照的情況下進行儲能，同時并不影響其正常工作，而在無光時可以釋放能量，從而實現染料敏化太陽能電池的儲能過程。

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具體實施方式

實施例1：

首先，將商品化的0.5g的聚噻吩的衍生物聚3.4-二氧乙撐噻吩置于5%的聚對苯乙烯磺酸水溶液中浸泡1h取出，80℃干燥1h，然后將摻雜后的聚3.4-二氧乙撐噻吩置于乙醇、萘酚的混合溶液中，其中乙醇與萘酚的體積比例為20:1，使得摻雜后的聚3.4-二氧乙撐噻吩固含量為20%，同時滴加聚四氟乙烯粘結劑，使其在溶液中的質量分數為1%，并將混合溶液超聲振蕩30min后靜置備用；

其次，將Pt片固定，用滴管滴加少量的涂覆液于Pt上，用玻璃棒使其分散均勻，然后80℃干燥10min后取出，并不斷重復操作，將得到涂覆厚度為15μm的儲能電極；

再次，組裝電池，所用電解液為常規光敏化電池的電解液，光陽極為TiO₂薄膜，測試條件在為100mW/cm²的光強，AM1.5的條件下照射十分鐘，計算機記錄數據。光照時，開路電壓為658mV，短路電流密度為1.6mA/cm²,填充因子為0.552，總的光電轉化效率為0.56%。

經計算可得，光照10min后，移走光源，放電量達到了5.6C/m²。

實施例2：

首先，將0.3g商品化的聚苯胺置于10%的鹽酸浸泡5h，取出90℃干燥90min，然后將摻雜后的聚苯胺置于異丙醇、萘酚的混合溶液中，其中異丙醇與萘酚的體積比為15:1，使得摻雜后的聚苯胺固含量為30%，同時滴加聚四氟乙烯粘結劑，使其在體系中的質量分數為3%，并將混合溶液超聲振蕩40min后靜置備用；

其次，將Pt片固定，用滴管滴加少量的涂覆液于Pt上，用玻璃棒使其分散均勻，然后80℃干燥10min后取出，并不斷重復操作，將得到厚度為50μm的儲能電極；