[發(fā)明專利]一種染料敏化太陽能電池XS(X＝Ni或Co)/碳復(fù)合柔性對電極的制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710117899.9 | 申請日： | 2017-03-01 |
| 公開（公告）號： | CN106960728B | 公開（公告）日： | 2018-09-28 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 孫小華;李發(fā)新;鄭力;汪佳麗;鮑潮 | 申請（專利權(quán)）人： | 三峽大學(xué) |
| 主分類號： | H01G9/20 | 分類號： | H01G9/20 |
| 代理公司： | 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103 | 代理人： | 蔣悅 |
| 地址： | 443002*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 染料 太陽能電池 xs ni co 復(fù)合 柔性 電極 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種染料敏化太陽能電池XS(X=Ni或Co)/碳復(fù)合柔性對電極的制備方法，其步驟如下：將XCl2?6H2O、蔗糖依次溶解在去離子水中，形成混合均勻的溶液；將混合溶液逐漸滴加在石墨紙上，清除多余的溶液，并干燥；將上述的石墨紙和硫源放入真空管式爐中，然后用氬氣保護(hù)升溫目標(biāo)溫度保溫1小時(shí)，自然冷卻至室溫取出石墨紙，得到XS/碳復(fù)合對電極。本發(fā)明公開的XS/碳復(fù)合對電極的制備方法簡單，制備周期短，成本低，同時(shí)高導(dǎo)電性的多孔結(jié)構(gòu)碳材料與高電催化活性硫化鎳，不僅提供了更多的催化活性位點(diǎn)，而且兩者之間的協(xié)調(diào)作用使其具有更高的電催化活性，從而提高了光電轉(zhuǎn)化效率。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種太陽能電池，尤其涉及一種染料敏化太陽能電池對電極及其制備方法。
背景技術(shù)
當(dāng)今世界，伴隨著人類文明的長足進(jìn)步和社會、經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，人類對能源的需求量越來越多。但是，人們對作為常規(guī)能源的化石燃料的過度使用導(dǎo)致了能源危機(jī)，這就使得人們開始尋找和開發(fā)新能源。目前人們已經(jīng)使用的新能源有風(fēng)能、水能、潮汐能、核能、太陽能、地?zé)崮堋⑸锬堋淠艿取Ｆ渲刑柲苡捎谄淝鍧崱o污染、不受地域限制等特點(diǎn)，是最重要的可再生能源。因而，太陽能的開發(fā)和利用成為新能源研究的重點(diǎn)之一，也成為解決能源危機(jī)的行之有效的手段。目前，太陽能的利用主要有光電轉(zhuǎn)換，光熱轉(zhuǎn)換和光化學(xué)轉(zhuǎn)換，相比而言，光電轉(zhuǎn)換的應(yīng)用更有利于其廣泛使用和有效利用，而光電轉(zhuǎn)換的主要表現(xiàn)形式為太陽能電池。
太陽能電池可將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能，且具有轉(zhuǎn)換效率高，制造能耗少，成本低，不產(chǎn)生任何污染等的優(yōu)點(diǎn)，因而成為人們研究的熱點(diǎn)。從研究來看，太陽能電池的發(fā)展主要分為三個(gè)階段：第一代太陽能電池，如單晶硅、多晶硅及GaAs電池；第二代太陽能電池是基于薄膜技術(shù)的一種太陽能電池，也稱之為薄膜太陽能電池，如硅基薄膜、硫化鎘、銅銦鎵硒電池等；第三代太陽能電池是以新型薄膜太陽能電池為代表，具有低成本、高效率等特點(diǎn)。其中染料敏化太陽能電池(Dye－Sensitized Solar Cell，DSSC)具有生產(chǎn)成本低、制備工藝易于操作、可大批量生產(chǎn)和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，吸引了國內(nèi)外科研工作者的研究興趣。科研工作者對染料敏化太陽能電池的普遍關(guān)注始于1991年，教授采用多孔納米TiO2作為半導(dǎo)體陽極，Ru絡(luò)合物作為敏化劑，選用I-/I3-氧化還原電對體系作為電解液，制作出了新型的 TiO2納米晶染料敏化太陽能電池，首次獲得了7.1％的能量轉(zhuǎn)換效率。1997年又將該電池的能量轉(zhuǎn)換效率提高到了10％～11％，短路電流達(dá)到了18mA/cm2，開路電壓達(dá)到了720mV/cm2。
目前對染料敏化太陽能電池的研究主要集中在對電極、光陽極、敏化染料和電解質(zhì)，現(xiàn)階段的DSSCs研究中使用最多的對電極材料是貴金屬Pt，其成本較高，占據(jù)了整個(gè)電池成本的約60％，因而尋找合適的對電極材料來替代Pt更具有現(xiàn)實(shí)意義，也成為了目前染料敏化太陽能電池研究的中心問題。
尋求低成本的對電極材料日益受到人們的關(guān)注。同時(shí)，過渡金屬硫化物和碳材料具有優(yōu)異的光學(xué)性能、電學(xué)性能以及催化性能，從而在染料敏化太陽能電池領(lǐng)域引起研究者的注意。其中，本發(fā)明提供的XS(X＝Ni，Co)/碳復(fù)合對電極的制備方法簡單，表面積較大，提供了更多的催化活性位點(diǎn)，使其具有更高的電催化活性，從而提高了光電轉(zhuǎn)化效率。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有染料敏化太陽能電池對電極材料價(jià)格昂貴、不適合大規(guī)模應(yīng)用的問題，提供了一種染料敏化太陽能電池對電極的制備方法。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
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