[發明專利]薄膜對電極的制備方法及薄膜對電極的應用

在審

• 申請號: 201410577513.9
• 申請日: 2014-10-24
• 公開（公告）號: CN104347273A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 朱俊;劉鋒;胡林華;戴松元
• 申請（專利權）人: 中國科學院等離子體物理研究所
• 主分類號: H01G9/04
• 分類號: H01G9/04;H01G9/042;H01G9/20
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及薄膜對電極制備領域，具體是一種薄膜對電極的制備方法及薄膜對電極的應用。

背景技術

太陽電池是各種清潔能源技術中最有效的技術方案之一，它對于解決人類發展過程中的能源與環境問題具有重要的意義。近年來涌現出了很多新型太陽電池技術，無機半導體敏化太陽電池即是其中低成本電池的代表。無機半導體量子點敏化太陽電池一般采用窄帶隙的無機半導體量子點作為光敏化劑，將其沉積在寬禁帶氧化物半導體薄膜電極上，與電解質以及對電極共同組裝成電池。

量子點敏化寬禁帶氧化物半導體的概念早在90年代初就已經被提出，但是當時基于此的太陽電池并未獲得引人矚目的光電轉換效率，一直到2006年左右，量子點敏化太陽電池的效率都未能達到1%的水平，因此很長時間之內沒有受到足夠的重視。與此同時，與量子點敏化太陽電池結構相似的另一種新型太陽電池——染料敏化太陽電池近年來則不管是在光電轉換效率，還是在電池材料、機理方面取得了長足的進展。近年來，部分研究者又重新把目光投向量子點敏化太陽電池，他們借助于染料敏化太陽電池中一些已經比較先進與成熟的材料與工藝，如溶膠凝膠法制備二氧化鈦漿料并絲網印刷或者刮涂然后燒結得到納晶多孔薄膜，在此基礎上通過對量子點材料、制備方法、電解質、對電極以及電池機理的深入研究，取得了大批顯著的成果，使得量子點敏化太陽電池的光電轉換效率在近幾年得到大幅提升。

目前適用于量子點敏化太陽電池中催化活性較高的電極為硫化亞銅電極。但是該電極是利用銅片在濃鹽酸中腐蝕然后硫化制備而成，組裝成電池時存在易變形等問題，且電池長期性能也受到影響。

發明內容????本發明的目的是提供一種薄膜對電極的制備方法及薄膜對電極的應用。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：

薄膜對電極的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

（1）、配置乙二硫醇與乙二胺的混合溶劑，乙二硫醇與乙二胺的體積比為1:8~1:15；

（2）、將硫化鉛粉末或者硫化亞銅粉末或者硒化亞銅粉末，以重量比為0.06:1~0.12:1?的比例溶解于步驟（1）配置的混合溶劑，得到透明澄清溶液；

（3）、將步驟（2）所得溶液涂覆到透明導電基底上，并進行加熱退火處理，得薄膜對電極。

所述的薄膜對電極的制備方法，其特征在于：所述的溶液涂覆到透明導電基底上采用流延，或者滴涂，或者旋涂，或者浸漬提拉，或者絲網印刷，或者噴墨打印的方法。

所述的薄膜對電極的制備方法，其特征在于：所述的透明導電基底是導電玻璃或導電塑料薄膜，加熱退火溫度范圍在100℃-400℃之間。

一種薄膜對電極的應用，其特征在于：將硫化鉛薄膜對電極或硫化亞銅薄膜對電極或硒化亞銅薄膜對電極與量子點敏化光陽極、電解質組裝成量子點敏化太陽電池。

本發明的優點：

本發明的金屬硫化物、硒化物薄膜對電極原材料來源豐富，避免使用貴金屬鉑，大大降低了成本；

本發明的金屬硫化物、硒化物薄膜對電極用于量子點敏化太陽電池具有較高的催化活性，可以獲得更高的光電轉化性能；

本發明為基于溶液的一種制備方法，易于大規模制備，具有工業化前景。

附圖說明

????圖1為本發明制備的薄膜對電極應用示意圖。

具體實施方式

薄膜對電極的制備方法，包括以下步驟：

（1）、配置乙二硫醇與乙二胺的混合溶劑，乙二硫醇與乙二胺的體積比為1:8~1:15；

（2）、將硫化鉛粉末或者硫化亞銅粉末或者硒化亞銅粉末，以重量比為0.06:1~0.12:1?的比例溶解于步驟（1）配置的混合溶劑，得到透明澄清溶液；

（3）、將步驟（2）所得溶液涂覆到透明導電基底上，并進行加熱退火處理，得薄膜對電極。

溶液涂覆到透明導電基底上采用流延，或者滴涂，或者旋涂，或者浸漬提拉，或者絲網印刷，或者噴墨打印的方法。

透明導電基底是導電玻璃或導電塑料薄膜，加熱退火溫度范圍在100℃-400℃之間。

如圖1所示。將硫化鉛薄膜對電極或者硫化亞銅薄膜對電極或者硒化亞銅薄膜對電極與量子點敏化光陽極、電解質組裝成量子點敏化太陽電池。

具體實施例：

實施例1：PbS薄膜對電極的制備