[發明專利]一種全天候發電的染料敏化太陽能電池及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201610694526.3
• 申請日: 2016-08-19
• 公開（公告）號: CN106158391B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 唐群委;王英麗;楊培志;賀本林
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: H01G9/20
• 分類號: H01G9/20;H01G9/042
• 代理公司: 青島致嘉知識產權代理事務所(普通合伙)37236
• 代理人: 單虎

1.一種全天候發電的染料敏化太陽能電池的制備方法，其特征在于所述制備方法包含以下步驟：

(1) 配制濃度為0.1～1mol/L的酸溶液，所述酸溶液為鹽酸、硫酸、硝酸、高氯酸、磷酸中的一種或幾種；

(2) 采用所述酸溶液溶解導電聚合物單體或導電聚合物單體/石墨烯，混合配制成均勻的反應溶液；

(3) 將所述反應溶液置于冰箱中冷藏；

(4) 采用兩面均為FTO的導電玻璃作為基體，采用電化學方法使用所述導電聚合物單體或所述導電聚合物單體/石墨烯在導電玻璃基體的兩側沉積，獲得沉積均勻的該聚合物或聚合物/石墨烯；

或者按照摩爾比為氯鉑酸：硫酸鈉：硫酸鈷=1:10:1～9，配制成均勻的合金反應溶液，先將FTO導電玻璃放入所述聚合物單體/石墨烯中沉積，再取出導電玻璃放入所述合金反應溶液中沉積，獲得沉積均勻的聚合物/石墨烯/合金；

然后將獲得的該聚合物、聚合物/石墨烯或聚合物/石墨烯/合金進行水洗、干燥，最終得到干燥的導電聚合物電極、導電聚合物/石墨烯電極或導電聚合物/石墨烯/合金電極；

(5) 制備二氧化鈦膠體，將二氧化鈦膠體涂于FTO導電玻璃基體上，經過煅燒制備多孔二氧化鈦薄膜；

(6) 將步驟(5)制備的二氧化鈦薄膜浸入染料中形成染料敏化二氧化鈦光陽極；

(7) 所述步驟(6)制備的染料敏化二氧化鈦光陽極分別與所述步驟(4)制備的導電聚合物電極、導電聚合物/石墨烯電極或導電聚合物/石墨烯/合金電極組合，并向中間注入液體電解質，組裝成全天候發電的染料敏化太陽能電池。

2.根據權利要求1所述的全天候發電的染料敏化太陽能電池的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中導電聚合物單體或導電聚合物單體/石墨烯：所述酸溶液的摩爾比=0.1～1.0 : 0.5～1.5。

3.根據權利要求1所述的全天候發電的染料敏化太陽能電池的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中導電聚合物單體/石墨烯的制備方法為：按照質量比為石墨烯：導電聚合物單體=1～10:1000，回流3～6h，得到均勻的溶液。

4.根據權利要求1所述的全天候發電的染料敏化太陽能電池的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中導電聚合物單體為苯胺、吡咯、噻吩中一種或幾種。

5.根據權利要求1所述的全天候發電的染料敏化太陽能電池的制備方法池，其特征在于：所述步驟(4)中采用的電化學沉積方法為循環伏安法、恒壓法或恒流法。

6.根據權利要求1~5任一項所述的制備方法制得的全天候發電的染料敏化太陽能電池。

7.根據權利要求6所述的全天候發電的染料敏化太陽能電池在光照條件下發電的應用，其特征在于：所述染料敏化太陽能電池的開路電壓為650～800 mV、短路電流為8～18mA?cm^-2、填充因子為0.5～0.8、光電轉換效率為5.0～11.0%。

8.根據權利要求6所述的全天候發電的染料敏化太陽能電池在下雨條件下發電的應用，其特征在于：所述染料敏化太陽能電池的電流為0.3～5.5μA/滴、電壓為30～250μV/滴、功率為15～650pW/滴。