[發明專利]一種活性硒歧化室溫制備敏化電池CuSe背電極的方法

有效

• 申請號: 201410097651.7
• 申請日: 2014-03-17
• 公開（公告）號: CN103903868A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 徐淑宏;柏凡;張楚凡;王春雷;崔一平
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H01G9/20
• 分類號: H01G9/20;H01G9/042
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及燃料敏化電池背電極的制作方法，尤其涉及一種活性硒的室溫制備敏化電池CuSe背電極的方法。?

背景技術

不同于硅太陽能電池利用內建電場分離光生電子空穴的機理，第三代太陽電池之一的敏化太陽電池利用半導體材料的能級差實現光生電子空穴的分離。背電極作為其中重要的一環起到還原光生空穴的作用，所以背電極的催化性能直接影響電池填充因子的大小以及光電流的穩定性。近年來隨著敏化電池實驗室效率的不斷突破13％(染料)，6％(量子點)，制備與之匹配的敏化電池背電極成為研究的重點之一。最近，研究發現Co²⁺，Fe²⁺，Ni²⁺，Cu²⁺等II-IV族金屬化合物對量子點及染料敏化電池都有很好的催化效果，能夠取代金，鉑等貴金屬用作背電極材料。?

通常制備II-IV族金屬化合物背電極的方法不盡相同。總體米說可以分為以下三類：(1)制備II-IV族粒子后再沉積，此種方法制備的背電極效果較好但是不能大批量生產并且制備方法復雜；(2)在合金金屬片上采用腐蝕的方法刻蝕出可用的背電極，這種方法簡單效果好但是制備好的背電極穩定性較差，在工作過程中背電極會被電解液繼續腐蝕，最重要的是這種方法制備的背電極只適用于科學研究而不能組裝成太陽電池。(3)通過電沉積及連續離子層吸附的方法制備背電極，該方法制備過程較簡單但是背電極比較薄且催化效果較差，而且背電極材料與基底的接觸不好。?

發明內容

發明目的：針對上述現有技術，提出一種活性硒歧化室溫制備敏化電池CuSe背電極的方法，使得制備得到的背電極同時具有催化效果奸和穩定性高的特征。?

技術方案：一種活性硒歧化室溫制備敏化電池CuSe背電極的方法，包括如下具體步驟：?

a)制備硒代硫酸鈉水溶液：首先將亞硫酸鈉溶解在去離子水中形成0.1-0.5mol／L的亞硫酸鈉溶液，然后加入硒粉并加熱至所述硒粉完全溶解，形成硒代硫酸鈉水溶液；其中，Se與Na₂SO₃的摩爾比小于1∶2；?

b)制備紅色活性單質硒：首先使用無痕膠帶在導電基底上貼出背電極形貌，然后?將所述硒代硫酸鈉水溶液鋪滿所述背電極形貌區域，再向所述背電極形貌區域噴射乙醇溶液，靜置1530秒后在基底上析出紅色活性單質硒；?

c)將銅鹽溶于乙醇，配置成0.5-1mol／L的銅離子的乙醇溶液；?

d)將所述步驟b)得到的帶有紅色活性單質硒的基底用乙醇沖洗后，浸入所述銅離子乙醇溶液中，直至反應完全生成CuSe背電極。?

作為本發明的優選方案，所述步驟a)中，對所述亞硫酸鈉溶液加熱至7090℃。?

作為本發明的改進，所述步驟b)中，通過刮涂或者旋涂的方式將所述硒代硫酸鈉水溶液涂覆在所述背電極形貌區域。?

作為本發明的優選方案，所述步驟c)的銅鹽為氯化銅、硝酸銅、硫酸銅。?

有益效果：與現有技術相比，本發明具有如下優點：?

(1)由于硒代硫酸鈉在乙醇中不溶，在水中易溶，利用其在兩種溶解度的不同，使Na₂SeSO₃在很短時間內析出紅色活性單質硒；較紅色活性單質硒制備的現有技術，本方法所需原料簡單且易操作。?

(2)CuSe背電極通過活性硒自身的歧化與銅離子溶液反應生成，催化效果好和穩定性高。并且這種方法所需設備簡單，用時短，容易操作且綠色環保，幾乎無廢料產生。原料供給方便，價格低廉。?

具體實施方式

下面對本發明做更進一步的解釋。?

根據下述實施例，可以更好的理解本發明。然而，本領域的技術人員容易理解，實施例所描述的具體的物料配比、工藝條件及其結果僅用于說明本發明，而不應當也不會限制權利要求書中所詳細描述的本發明。?

實施例1：一種活性硒歧化室溫制備敏化電池CuSe背電極的方法，包括如下具體步驟：?