[發(fā)明專利]一種開口空心碳球的制備方法及其在染料敏化太陽能電池中的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410092399.0
• 申請日: 2014-03-13
• 公開（公告）號: CN103896248A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 武明星;吝亞南;郭紅月
• 申請（專利權(quán)）人: 河北師范大學(xué)
• 主分類號: C01B31/02
• 分類號: C01B31/02;H01G9/20
• 代理公司: 石家莊新世紀(jì)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 13100
• 代理人: 董金國

1.一種開口空心碳球的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）將100~700?μL聚合物單體和6~40?μL油酸溶解在10~50?ml的去離子水中，在10~50℃下攪拌，然后加入5~30mg過硫酸鉀，進(jìn)一步加熱到70~90?℃，反應(yīng)2~10小時，分離和干燥得到模板聚合物微球A；

（2）將聚合物微球A分散到去離子水中，加入溶有碳源的溶液中攪拌，

然后把溶液轉(zhuǎn)移到高壓釜中水熱聚合，反應(yīng)結(jié)束后，高速離心分離，洗滌、干燥后得到復(fù)合物微球(A@B)；

（3）在N₂環(huán)境下，將步驟（2）得到的復(fù)合物微球(A@B)以1~20℃/分鐘

的速率加熱到1000?℃，保持2小時，自然降溫，得到開口空心碳球。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開口空心碳球的制備方法，其特征在于步驟（1）中，所用的模板單體為苯乙烯或苯丙烯。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開口空心碳球的制備方法，其特征在于步驟（2）中，所用的碳源為葡萄糖、酚醛樹脂、聚丙烯腈中的一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開口空心碳球的制備方法，其特征在于步驟（3）中，生成開口空心碳球的煅燒溫度不低于800?℃。

5.一種如權(quán)利要求1所制備的開口空心碳球作為對電極在染料敏化太陽能電池中的應(yīng)用，其特征在于包括以下步驟：

（1）將開口空心碳球分散到溶劑異丙醇中，超聲分散5~60?min，制備成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（0.1~10）%的漿料；

（2）將漿料均勻地涂覆在導(dǎo)電襯底上，N₂氣氛下，80~800?℃燒結(jié)5~60?

min，得到空心碳球電極；

（3）以開口空心碳球為對電極組裝染料敏化太陽能電池，并進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換效率測試。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的開口空心碳球在染料敏化太陽能電池中的應(yīng)用，其特征在于步驟（1）中，溶劑為水、乙醇、異丙醇、乙酸乙酯其中的一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的開口空心碳球在染料敏化太陽能電池中的應(yīng)用，其特征在于步驟（2）中，涂覆方法為噴涂、印刷或者掛涂法其中的一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的開口空心碳球在染料敏化太陽能電池中的應(yīng)用，其特征在于步驟（2）中導(dǎo)電襯底為金屬、導(dǎo)電玻璃或者高分子導(dǎo)電聚合物其中的一種。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的開口空心碳球在染料敏化太陽能電池中的應(yīng)用，其特征在于步驟（3）中，組裝染料敏化太陽能電池的陽極為染料敏化的二氧化鈦（TiO₂）薄膜，電解液為碘電解液或者硫化物電解液。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的開口空心碳球在染料敏化太陽能電池中的應(yīng)用，其特征在于步驟（3）中，所述的氧化還原電對為T^-/T₂、?I^-/I₃^-、Co²⁺/?Co³⁺其中的一種。