[發明專利]一種新型建筑板材及其制作方法

在審

• 申請號: 201510855461.1
• 申請日: 2015-11-30
• 公開（公告）號: CN105336502A
• 公開（公告）日: 2016-02-17
• 發明（設計）人: 肖白玉
• 申請（專利權）人: 肖白玉
• 主分類號: H01G9/20
• 分類號: H01G9/20
• 代理公司: 北京高航知識產權代理有限公司 11530
• 代理人: 趙永強

技術領域

本發明屬于板材領域，更具體涉及一種新型建筑板材及其制作方法。

背景技術

建筑板材通常做成標準大小的扁平狀材料板，作壁墻、天花板、外墻等的構件。板材最早是木工用的實木板，用作打制家具或生活設施，在科技發展的今天板材定義廣泛，在家具制造、建筑業、加工業等都有不同材質的板材。

然而，現有建筑板材一般不具有自發電功能，不能對太陽能充分利用。另外，能源與環境的可持續發展是當今世界人們面臨的主要挑戰。隨著經濟的發展，能源的需求正在不斷增長，而傳統能源是不可再生的，因此，發展新能源勢在必行。太陽能是最具開發潛力的新能源之一，染料敏化太陽能電池(DSSC)是一種有效利用太陽能的光電器件結構，具有轉換效率高、制作工藝簡單、成本低廉和對環境友好等優點，被視作下一代太陽能電池的替代者。

發明內容

本發明針對背景技術存在的問題，提供一種新型建筑板材及其制作方法。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種新型建筑板材，特征在于，在建筑板材外表面安裝基于柔性襯底的染料敏化太陽能電池，太陽能電池由如下方法制作而成：

(1)制備TiO₂和NiO混合小粒子

首先合成TiO₂和NiO混合物作為漿料中的納米膠聯劑。

將25wt％的偏鈦酸溶解到濃硫酸中，冷卻后過濾分離不溶物，將氨水加到濾液中獲得沉淀物，再用去離子水清洗沉淀物至完全去除SO₄^2-，用硝酸溶解沉淀物，過濾后，將濾液加熱到沸騰，產生沉淀物，在其中加入一定比例的NiO粉末，攪拌混合均勻，即的TiO₂和NiO混合小粒子。

(2)制備工作電極

工作電極采用Ti片，其具有重量輕、柔性好、成本低的特點。

a.取一定尺寸的Ti片，厚度為0.16mm，將其浸漬在0.1M的HCl溶液中，時間為5h，然后用水和乙醇清洗；

b.將得到的TiO₂和NiO混合小粒子分散到鹽酸和乙醇的混合液中(體積比1:4)，充分攪拌后得到納米膠；然后將一定量的P25(含70％銳鈦礦，30％金紅石)分散到無水乙醇中，得到固含量24wt％的P25懸浮液；將納米膠加入到P25懸浮液中，充分攪拌得到含混合小粒子的P25漿料，最后采用刮刀法將漿料涂在Ti基底上；

c.將一定量的鈦酸正丁酯(TBOT)，以及一定量的P25(含70％銳鈦礦，30％金紅石)與6ml無水乙醇在密閉容器中攪拌10h，得到含TBOT的P25漿料，然后再次采用刮刀法將該漿料刮涂在Ti片上；

所述漿料TBOT與P25的質量比為0.3；

d.將上述得到的Ti基底在150℃下處理1小時，然后迅速沉浸在0.4mMN719的乙醇溶液中，靜置29小時，即的N719敏化柔性工作電極；

(3)制備對電極

對電極采用導電塑料(ITO-PET)，取與Ti基底相同尺寸的ITO-PET，采用磁控濺射一層Pt電極，Pt厚度為1.6μm；

進一步地，在濺射Pt電極之前，可以對導電塑料進行生物酶處理：

去除基片上的各種油污物，依次放入復合生物酶液，去離子水各超聲15min；然后烘干；

所述復合生物酶的成分為：堿性蛋白酶0.5g/L,纖維素酶0.9g/L，多酚氧化酶0.05g/L，其余為去離子水；

(4)器件組裝

將以上的工作電極與對電極用夾子加緊，向其間空隙注入液態電解質，組成三明治結構的柔性敏化太陽能電池。其中，電解質組分為0.5MLiI+0.05MI2+0.1M4-丁基吡啶，溶劑為體積比1:1的乙腈與丙烯碳酸脂混合液。

對器件進行測試，測試中所用太陽能模擬器光強為100mWcm^-2(1sun)。對比了不同參數下，電池的轉化效率。

本發明的有益之處在于：

本發明是基于柔性襯底的染料敏化太陽能電池。染料主要作用是吸收太陽光，染料分子由能量較低的基態被激發到激發態，然后激發態電子迅速注入到TiO₂的導帶中，并被工作電極收集，通過外電路做功后到達對電極；電解質中的I-可還原染料分子，從而完成電流循環。