[發明專利]一種硫化物對電極的染料敏化太陽能電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201310546429.6
• 申請日: 2013-11-07
• 公開（公告）號: CN103560013A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 方國家;柯維俊;陶洪;雷紅偉;王靜
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: H01G9/20
• 分類號: H01G9/20;H01G9/042
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 汪俊鋒

1.一種硫化物對電極的染料敏化太陽能電池,包括光陽極、電解質和對電極；所述的光陽極由FTO導電玻璃和敏化了染料的TiO₂多孔層組成；所述的對電極由金屬鎳泡沫和NiS組成，或者由導電玻璃和NiS、CoS或CuS組成，金屬鎳泡沫上的NiS和導電玻璃上的NiS、CoS或CuS通過水熱法原位生長。

2.根據權利要求1所述的染料敏化太陽能電池，其特征在于，所述的染料是N719染料。

3.根據權利要求1或2所述的染料敏化太陽能電池，其特征在于，所述的電解質是1mol/L的碘化1-丙基-3-甲基咪唑鹽,?0.04mol/L的碘化鋰,?0.03mol/L的碘,?0.1mol/L的硫氰酸胍和0.5mol/L的4-叔丁基吡啶的混合溶液,?所用溶劑是體積比為1：1的乙腈和碳酸丙烯酯混合物。

4.權利要求1所述的染料敏化太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

光陽極的制備：先將FTO導電玻璃襯底采用半導體工藝清洗，用氮氣吹干，先旋涂一層TiO₂致密層,?再燒結；然后在基底上先涂抹TiO₂漿料，燒結形成TiO₂的多孔層；水浴60℃恒溫敏化N719十二小時；

（2）對電極的制備：將鍍有Ni、Co或Cu膜的導電玻璃或者金屬Ni泡沫和硫粉水熱原位反應生成硫化物對電極；

（3）將染料敏化的光陽極和對電極組裝成三明治結構，中間滴加電解質。

5.根據權利要求4所述的導電玻璃上硫化物的制備方法，其特征在于，步驟（2）中在鍍有Ni、Co或Cu膜的導電玻璃上原位生成硫化物的流程為：

（1）將導電玻璃分別放在丙酮、酒精和去離子中水超聲清洗，再用氮氣吹干；

（2）用磁控濺射的方法在導電玻璃上鍍上Ni、Co或Cu膜；

（3）反應釜中加入適量的硫粉和無水乙醇；

（3）將鍍有Ni、Co或Cu膜的導電玻璃放入反應釜；

（4）反應釜放在烘箱中保溫，發生水熱反應；

（5）冷卻后取出樣品，用無水乙醇沖洗，烘干。

6.根據權利要求4所述的金屬泡沫上硫化物對電極的制備方法，其特征在于，步驟（2）中金屬泡沫上原位生成硫化物的流程為：

（1）將鎳泡沫依次放在丙酮、酒精和去離子水中超聲清洗，再用氮氣吹干；

（2）反應釜中加入適量的硫粉和無水乙醇；

（3）將鎳泡沫放入反應釜；

（4）反應釜放在烘箱中，溫度保持130攝氏度反應6~12小時；

（5）冷卻后取出反應后的鎳泡沫，用無水乙醇沖洗，烘干。