[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于水滑石制備用于染料敏化太陽(yáng)能電池光陽(yáng)極的鋁摻雜氧化鋅的方法及其應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710337744.6
• 申請(qǐng)日: 2017-05-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107170583A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸軍;許志遠(yuǎn)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01G9/04
• 分類(lèi)號(hào): H01G9/04;H01G9/042;H01G9/045
• 代理公司: 北京太兆天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11108
• 代理人: 張洪年

1.一種基于水滑石制備用于染料敏化太陽(yáng)能電池光陽(yáng)極的鋁摻雜氧化鋅的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)共沉淀-雙滴法制備鋅鋁水滑石：

以可溶鋅鹽和可溶鋁鹽配制混合鹽溶液，以碳酸鈉和氫氧化鈉的混合水溶液為堿液，在80-90℃下，采用雙滴法將混合鹽溶液和堿液混合，控制pH值范圍為8-10，不斷攪拌沉淀，陳化12-36h，離心洗滌干燥，得到片徑在200-600nm的鋅鋁水滑石；

(2)制備鋁摻雜的氧化鋅：

將步驟(1)得到的鋅鋁水滑石置于馬弗爐中，以5-10℃min^-1的升溫速率至500-800℃，保持溫度煅燒1-2h，自然冷卻至室溫得到鋁摻雜的氧化鋅。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于水滑石制備用于染料敏化太陽(yáng)能電池光陽(yáng)極的鋁摻雜氧化鋅的方法，其特征在于，步驟(1)中所述的可溶鋅鹽和可溶鋁鹽中鋅鋁摩爾比范圍為2-5:1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于水滑石制備用于染料敏化太陽(yáng)能電池光陽(yáng)極的鋁摻雜氧化鋅的方法，其特征在于，步驟(1)得到的鋅鋁水滑石的化學(xué)式是：

[Zn²⁺_1-xAl³⁺_x(OH)₂]^x+(CO₃^2-)_x/2·mH₂O，其中0.27≤x≤0.44，m為結(jié)晶水?dāng)?shù)量，取值范圍為0.5-9。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于水滑石制備用于染料敏化太陽(yáng)能電池光陽(yáng)極的鋁摻雜氧化鋅的方法，其特征在于，步驟(1)得到的鋅鋁水滑石中鋅鋁元素摩爾比范圍為1.29-2.75：1。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于水滑石制備用于染料敏化太陽(yáng)能電池光陽(yáng)極的鋁摻雜氧化鋅的方法，其特征在于，步驟(1)得到的鋅鋁水滑石中鋅鋁元素摩爾比為2.75：1。

6.將權(quán)利要求1-5中任意一條所述的鋁摻雜的氧化鋅用于制備染料敏化太陽(yáng)能電池光陽(yáng)極，包括以下步驟：

(1)制備復(fù)合氧化物漿料：

將鋁摻雜的氧化鋅置于瑪瑙研缽中研磨，加入少量去離子水研磨10-30min后繼續(xù)加入無(wú)水乙醇研磨20-60min，之后加入乙基纖維素的乙醇溶液和松油醇繼續(xù)研磨至漿料均勻；

(2)刮涂法制備光陽(yáng)極：

將步驟(1)得到的漿料用刮刀刮涂到干凈的導(dǎo)電玻璃片上，之后將已刮涂有鋁摻雜的氧化鋅的導(dǎo)電玻璃片放置于馬弗爐中退火除去漿料中的有機(jī)物，升溫速率為10℃/min，溫度為400-600℃，保持20-60分鐘，得到基于鋁摻雜的氧化鋅的染料敏化太陽(yáng)能電池的光陽(yáng)極。