[發明專利]一種儲能光敏太陽能電池正極及其制備方法

有效

• 申請號: 201310215064.9
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103337370A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 李學良;肖正輝;陳潔潔;羅梅;王紅柳;吳曉靜;譚常春;李瀚星
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: H01G9/048
• 分類號: H01G9/048;H01G9/042;H01G9/20
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 任崗生

技術領域

本發明涉及一種太陽能電池正極及其制備方法，尤其涉及到一種儲能光敏太陽能電池正極及其制備方法，屬于能源技術領域。

背景技術

隨著能源和環境危機日益嚴重，尋求新的可再生能源正在成為一項亟待解決的問題。人們已經進行了多項研究，意在開發出可替代能源，從而能夠替代傳統的礦物燃料，并解決日益臨近的能源危機。太陽能取之不盡用之不竭，而且綠色可再生。

染料敏化太陽能電池為電化學太陽能電池，其主要構成為：吸收太陽光并產生電子一空穴對的光敏染料分子，和傳送所產生電子的過渡金屬氧化物。

但是，現有的太陽能電池正極一般只是由TiO₂薄膜層構成，僅僅把太陽能轉化為電能輸出，整個太陽能電池只表現為光能轉化為電能，而對于電能的儲存僅僅是附加一個單一功能的儲能器件或第三電極，使太陽能電池構成復雜、體型龐大，不便普遍應用。

發明內容

本發明旨在提供一種具有光能轉換和能量儲存雙項功能的儲能光敏太陽能電池正極及其制備方法。使用該正極組裝成的儲能光敏太陽能電池具有較好的光電轉化和儲電能力,實現了光電轉化和儲能在同一電池中同時進行。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

本發明提供了一種儲能光敏太陽能電池正極，所述正極依次包括導電玻璃襯底、與導電玻璃襯底的導電面接觸的光電轉化層、與光電轉化層接觸的儲電層；

所述光電轉化層的原材料是粒徑為10～20nm的納米TiO₂粉體；

所述儲電層的原材料是炭氣凝膠粉體。

優選的，所述正極涂層即所述光電轉化層和儲電層的總厚度為600～800μm。

優選的，所述光電轉化層的厚度為200～400μm，儲電層的厚度為250-400μm。

本發明還提供了一種儲能光敏太陽能電池正極的制備方法，按照如下步驟操作：

a、將滴加過粘合劑的粒徑為10～20nm的納米TiO₂粉體研磨至粘稠狀，涂敷在導電玻璃襯底的導電面上，130℃下烘0.5小時，然后將所述導電玻璃襯底浸泡在光敏染料中12～24小時后烘干，以在所述導電玻璃襯底的導電面上形成光電轉化層；

b、將滴加過粘合劑的炭氣凝膠粉體研磨至粘稠狀，涂敷在光電轉化層的背離導電玻璃襯底的側面上，130℃下烘0.5小時形成儲電層；

c、再將涂覆有光電轉化層、儲電層的導電玻璃襯底于100℃下烘1小時形成儲能光敏太陽能電池正極。

優選的，所述光敏染料選自N3、N719、C106；

所述粘合劑選自N-甲基吡咯烷酮（NMP）或0.15mol/L的醋酸。

與已有技術相比，本發明有益效果體現在：

1、該正極涂層均勻，組裝成的儲能光敏太陽能電池具有較好的光電轉化和儲電能力，將光能轉化為電能，同時將電能儲存起來并用于輸出，使光電轉化和電能儲存在無附加器件的太陽能電池中得以實現。

2、以本發明方法所制備的正極組裝成的儲能光敏太陽能電池在太陽光模擬器照射下0.5-1個小時，其開路電壓為0.68-0.75V，和只具有光電轉化的太陽能電池相比，本發明方法所制備的正極組裝成的儲能光敏太陽能電池的開路電壓并沒有降低。并且將太陽光模擬器照射后的儲能光敏太陽能電池正極暗處放置200-400小時，其開路電壓為0.35-0.45V，具有良好的儲電功能，實現了光電轉化和儲能在同一電池中同時進行。

附圖說明

圖1為本發明儲能光敏太陽能電池正極的結構示意圖。

圖中標記的含義如下：

1—導電玻璃襯底??2—光電轉化層??3—儲電層

具體實施方式

實施例1：

將1mL0.15mol/L的醋酸溶液滴加到盛有1g粒徑為10～20nm的納米TiO₂粉體的研缽中，研磨至粘稠狀，涂敷在導電玻璃襯底1的導電面上,130℃下烘0.5小時，浸泡在0.3mmol/L的光敏染料C106（用之前超聲20分鐘）中12小時，烘干形成厚度為200μm的光電轉化層2；將1mL0.15mol/L的醋酸溶液滴加到盛有1g炭氣凝膠粉體的研缽中，研磨至粘稠狀，涂敷在光電轉化層2的背離導電玻璃襯底的側面上，130℃下烘0.5小時形成厚度為400μm的儲電層3；再將涂覆有光電轉化層2、儲電層3的導電玻璃襯底1于100℃下烘1小時形成儲能光敏太陽能電池正極。