[發明專利]納米鉑水溶膠及其在制備免燒結鉑電極中的應用在審

申請號：	201410140074.5	申請日：	2014-04-09
公開（公告）號：	CN103915259A	公開（公告）日：	2014-07-09
發明（設計）人：	武文俊;鄭志偉;徐要要;花建麗;田禾	申請（專利權）人：	華東理工大學
主分類號：	H01G9/042	分類號：	H01G9/042;H01G9/20
代理公司：	上海順華專利代理有限責任公司 31203	代理人：	李鴻儒
地址：	200237 ***	國省代碼：	上海;31
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摘要：
搜索關鍵詞：	納米溶膠及其制備燒結電極中的應用
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【說明書】：

技術領域

本發明屬于太陽能電池技術領域，尤其涉及一種納米鉑水溶膠、其在制備免燒結染料敏化太陽能電池鉑電極中的應用，以及由此制備的免燒結鉑電極及染料敏化太陽能電池。

背景技術

伴隨著煤、石油和天然氣等礦物資源日益枯竭，能源危機和環境污染已成為亟待解決的嚴重問題。如何有效地利用可再生能源技術已經成為全世界的一大課題。染料敏化太陽能電池（B.O’Regan,M.Nature,1991,353,737-740），因其制作工藝簡單、成本低、光電轉換效率較高等優勢，具有潛在的實用價值。

染料敏化太陽能電池（DSSC）通常由半導體氧化物納米多孔膜、染料敏化劑、氧化還原電解質和鉑電極等組成，其中鉑電極以其良好的導電性且對電解質中碘的氧化還原具有良好的催化活性而在二十多年的研究中未被取代。然而以傳統方法制備的鉑電極比表面積低且需要高溫燒結，由于耗能高而使成本提高，且耗時較長，也不利于節能環保。為此，免燒結納米鉑電極成為重要的研究課題。通過電沉積制備的免燒結納米鉑電極在保證鉑的高性能同時兼顧環境需求，節省時間，制備方便。由于使用的是鉑納米粒子，通過提高電極比表面積而使其催化活性提高。在染料敏化太陽能電池中具有良好的應用前景。

發明內容

為了解決現有技術中染料敏化太陽能電池中鉑電極的比表面積低、催化活性較低且制備過程耗能高等技術問題，本發明的目的在于提供一種用于制作染料敏化太陽能電池對電極的納米鉑水溶膠及由此制備的鉑電極和包括該電極的染料敏化太陽能電池。

本發明的第一方面是一種納米鉑水溶膠，其由如下組分形成：氯鉑酸：0.075-0.20g/L；檸檬酸鹽：0.75-2.25g/L；還原引發劑，其為1.5-3.5mL/L?C1-C3的低級醇、0.03-0.05g/L的硼氫化鈉或它們的組合；及余量的水。

優選地，納米鉑水溶膠中納米鉑的平均粒徑為2～8納米。

優選地，納米鉑水溶膠中所述低級醇選自甲醇和乙醇；且檸檬酸鹽選自檸檬酸三鈉、檸檬酸二鈉、檸檬酸氫二鈉和檸檬酸二氫鈉。

優選地，所述納米鉑水溶膠，其基本上由如下組分形成：氯鉑酸：0.125g/L；

檸檬酸鹽：1.50g/L；甲醇：2.5mL/L；硼氫化鈉：0.04g/L；及余量的水。

本發明另一方面是本發明納米鉑水溶膠的制備方法，包括：將氯鉑酸的水溶液加熱到70-90℃，攪拌下加入所述檸檬酸鹽的水溶液，混合均勻后恒溫5-20分鐘，再加入所述還原引發劑，回流20-40分鐘，制得所述納米鉑水溶膠。

本發明還提供一種染料敏化太陽能電池用鉑電極，其利用本發明的納米鉑水溶膠在鉑電極用導電基片上電沉積形成鉑薄膜而得到。

本發明還提供一種染料敏化太陽能電池用鉑電極的制備方法，包括：將清洗后的鉑電極用導電基片置于納米水溶膠中，在200～3000mV電壓范圍內電沉積5-30分鐘，使納米鉑吸附在導電基片的導電面上形成均勻薄膜，從而無需燒結而得到鉑電極。

本發明還提供一種染料敏化太陽能電池，其包括本發明的鉑電極。

本發明的積極效果在于：由本發明的納米鉑水溶膠制得的染料敏化太陽能電池對電極具有良好的電催化性能和導電性能，可免去馬弗爐高溫燒結的步驟，制備方便、節能環保同時節省時間，更親近環境，并可用于柔性電池的制作，具有較好的市場發展前景。