[發(fā)明專利]一種氧化石墨基透明固態(tài)電解質(zhì)的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310314479.1
• 申請日: 2013-07-24
• 公開（公告）號: CN103440986A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設計）人: 蘭章;吳季懷
• 申請（專利權(quán)）人: 華僑大學
• 主分類號: H01G9/032
• 分類號: H01G9/032
• 代理公司: 泉州市文華專利代理有限公司 35205
• 代理人: 陳雪瑩

【技術領域】

本發(fā)明涉及一種氧化石墨基透明固態(tài)電解質(zhì)的制備方法。

【背景技術】

離子導電的電解質(zhì)是敏化太陽能電池和電容器等器件的關鍵組分，對其性能和長期穩(wěn)定性起到?jīng)Q定作用。傳統(tǒng)的敏化太陽能電池和電容器大都采用液態(tài)電解質(zhì)。在實際使用過程中由于密封工藝復雜，液態(tài)電解質(zhì)容易從電池內(nèi)部泄漏出來。另外，高溫下溶劑易揮發(fā)，也可能與器件其他組分反應，因而會縮短敏化太陽能電池或電容器的使用壽命。此外，液態(tài)電解質(zhì)的使用也會使器件的穩(wěn)定性受到很大影響。因此，使用非液態(tài)電解質(zhì)是敏化太陽能電池走向?qū)嵱没年P鍵技術。一種有效的方法就是將離子導體溶解或分散到特定基體中，形成全固態(tài)電解質(zhì)。近年來透明器件的出現(xiàn)，更要求開發(fā)透明的電解質(zhì)，將這些電解質(zhì)用在敏化太陽能電池中，可構(gòu)建雙面受光的電池，能大幅提高太陽光的利用率，用在電容器中，則可構(gòu)建透明的器件，適用于對透光有特殊要求的電子產(chǎn)品中。因此，透明電解質(zhì)的開發(fā)具有重要意義。

有鑒于此，本工藝方法在經(jīng)過一系列的研究和試驗的基礎上，開發(fā)出一種氧化石墨基透明固態(tài)電解質(zhì)的制備方法，本案由此產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明要解決的技術問題，在于提供一種氧化石墨基透明固態(tài)電解質(zhì)的制備方法，該制備方法簡單可行并能獲得透明的固態(tài)電解質(zhì)，在透明光電化學器件特別是敏化太陽能電池和電容器等領域均有廣闊的應用前景。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

一種氧化石墨基透明固態(tài)電解質(zhì)的制備方法，所述制備方法如下：

將氧化石墨基體分散在去離子水或有機溶劑中，形成氧化石墨分散液；再往氧化石墨分散液中添加無機離子導體或含能與羥基、羧基成氫鍵的基團的有機離子導體，通過氧化石墨上的羥基、羧基與無機金屬離子間的絡合作用或與有機離子導體基團間的氫鍵作用使無機離子導體或有機離子導體溶解分散到氧化石墨基體上；最后將去離子水或有機溶劑蒸干，即得氧化石墨基透明固態(tài)電解質(zhì)。

進一步地，所述氧化石墨基體是用hummer法將石墨轉(zhuǎn)變成氧化石墨，離心去除雜質(zhì)后獲得。

進一步地，所述氧化石墨基體分散在去離子水或有機溶劑中后進行超聲振蕩，使氧化石墨基體剝離成氧化石墨微片或氧化石墨烯。

進一步地，所述無機離子導體的金屬陽離子能與羥基、羧基絡合，所述有機離子導體所含基團為氨基、羥基、醚基及羧基中至少一種。

進一步地，所述有機溶劑為甲醇、乙醇、二甲亞砜、二甲酰中的至少一種。

進一步地，所述無機離子導體為NaI、NaI_x、LiI、Na₂S、、Na₂S_x、LiClO₄中的至少一種。

進一步地，所述氧化石墨基體與無機離子導體或有機離子導體的質(zhì)量比為100/1～2/1。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

采用本方法制備的透明固態(tài)電解質(zhì)，工藝簡單，電解質(zhì)的電導率達到8～12mS/cm，能滿足敏化太陽能電池和電容器使用要求，可見光透光率達到50～70%，可獲得透明或半透明的器件；為具有一定透明性、能雙面受光的敏化太陽能電池或?qū)ν腹舛纫筝^高的電容器的制備及實用化提供關鍵組分，并奠定良好基礎。

【具體實施方式】

本發(fā)明涉及一種氧化石墨基透明固態(tài)電解質(zhì)的制備方法，所述制備方法如下：

將氧化石墨基體分散在去離子水或有機溶劑中，形成氧化石墨分散液；再往氧化石墨分散液中添加無機離子導體或含能與羥基、羧基成氫鍵的基團的有機離子導體，通過氧化石墨上的羥基、羧基與無機金屬離子間的絡合作用或與有機離子導體基團間的氫鍵作用使無機離子導體或有機離子導體溶解分散到氧化石墨基體上；最后將去離子水或有機溶劑蒸干，即得氧化石墨基透明固態(tài)電解質(zhì)。

所述氧化石墨基體是用hummer法將石墨轉(zhuǎn)變成氧化石墨，離心去除雜質(zhì)后獲得。

所述氧化石墨基體分散在去離子水或有機溶劑中后進行超聲振蕩，使氧化石墨基體剝離成氧化石墨微片或氧化石墨烯。

所述無機離子導體的金屬陽離子能與羥基、羧基絡合，所述有機離子導體所含基團為氨基、羥基、醚基及羧基中至少一種。

所述有機溶劑為甲醇、乙醇、二甲亞砜、二甲酰中的至少一種。

所述無機離子導體為NaI、NaI_x、LiI、Na₂S、、Na₂S_x、LiClO₄中的至少一種。