[發(fā)明專利]基于優(yōu)化光陽極的染料敏化太陽能電池有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201810172925.2 | 申請(qǐng)日： | 2018-03-01 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN108269693B | 公開（公告）日： | 2020-05-05 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 楊林 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 蕭縣億達(dá)信息科技有限公司 |
| 主分類號(hào)： | H01G9/20 | 分類號(hào)： | H01G9/20;B82Y30/00 |
| 代理公司： | 北京華識(shí)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11530 | 代理人： | 喬浩剛 |
| 地址： | 234000 安徽*** | 國省代碼： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 優(yōu)化 陽極 染料 太陽能電池 | ||
1.一種基于優(yōu)化光陽極的染料敏化太陽能電池，包括光陽極、對(duì)電極和電解液，其特征在于，所述光陽極包括Ti片基底、設(shè)于Ti片基底表面的TiO2/CuxO雜化納米管薄膜、以及設(shè)于納米管薄膜表面的TiO2復(fù)合薄膜；所述TiO2復(fù)合薄膜中包括TiO2納米顆粒和In2O3/Au納米顆粒，具體為，將TiO2納米顆粒與In2O3/Au納米顆粒混合制備成復(fù)合漿料，然后采用旋涂法將復(fù)合漿料涂覆在TiO2/CuxO雜化納米管薄膜表面；所述In2O3/Au納米顆粒表現(xiàn)為核殼結(jié)構(gòu)，In2O3納米顆粒為核結(jié)構(gòu)，Au為殼結(jié)構(gòu)；In2O3/Au納米顆粒的粒徑為20-30nm；
所述染料敏化太陽能電池中光陽極的制備步驟：
步驟1、清洗Ti片
對(duì)Ti片進(jìn)行裁剪、清洗；
步驟2、陽極氧化法生長TiO2納米管薄膜
采用陽極氧化法在電化學(xué)反應(yīng)池中制備TiO2納米管薄膜，工作電極為Ti片，Ti片的純度為99.5％以上，對(duì)電極為鉑片，整個(gè)陽極氧化過程在氟化銨含量為0.25wt.％的乙二醇與去例子水的混合溶液中進(jìn)行，其中，乙二醇和去離子水的體積比為98:2；反應(yīng)在60V電壓下進(jìn)行30min，反應(yīng)結(jié)束后，在Ti片表面得到TiO2納米管薄膜；
步驟3、制備TiO2/CuxO雜化納米管薄膜
配置醋酸銅的乙醇溶液30ml，使得醋酸銅濃度為0.13mol/L，然后向其中加入10ml的超純水，攪拌均勻，再將生長有TiO2納米管薄膜的Ti片放入，加入2ml的25wt.％氨水，之后將該混合溶液置于聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，在180℃下保溫20h，自然冷卻后，將Ti片取出，用無水乙醇洗滌5次，干燥后，在600℃下煅燒1h，得到TiO2/CuxO雜化納米管薄膜；
步驟4、制備In2O3納米顆粒
將0.19g的水合硝酸銦固體粉末溶解于20ml的DMF中，在80℃下攪拌20min，然后加入0.6g的尿素，繼續(xù)攪拌至溶液澄清，將其置于100℃下加熱24h，待反應(yīng)結(jié)束后，自然冷卻至室溫，分別用去離子水和乙醇洗滌、離心，反復(fù)清洗多次，將離心產(chǎn)物在70℃下干燥2h，然后再500℃下退火2h，得到In2O3納米顆粒，其中升溫速度為1℃/min；
步驟5、制備In2O3/Au納米顆粒
取190ml超純水，在劇烈攪拌下，加入10ml的氯金酸溶液，氯金酸溶液濃度為5mmol/L，然后按照Au/In2O3的質(zhì)量比為7％，加入上述的In2O3納米顆粒，室溫下攪拌10h后，離心收集沉淀并在室溫下干燥；
將干燥好的產(chǎn)物分散在30ml超純水中，然后加入0.13g的氟化銨，攪拌1h，再加入0.15g的聚乙烯吡咯烷酮，繼續(xù)攪拌1h后轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，在110℃下保溫4h進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)完成后，將所得溶液注入到165ml的混合溶液中，其中，混合溶液包括5ml的10mmol/L的檸檬酸銨溶液、3ml的10mmol/L的硼氫化鈉溶液和157ml的超純水，90℃下攪拌12h，反應(yīng)完成后，將所得沉淀物用1mmol/L的NaOH溶液和超純水離心洗滌，然后以2℃/min的升溫速度在390℃下退火2h，自然降溫后得到In2O3/Au納米顆粒；
步驟6、制備光陽極
取TiO2納米顆粒、In2O3/Au納米顆粒，混合均勻，形成復(fù)合漿料，然后采用旋涂法將復(fù)合漿料涂覆在生長有TiO2/CuxO雜化納米管薄膜的Ti片表面，將Ti片放入馬弗爐中，在170℃下退火2h，反復(fù)旋涂幾次，使得復(fù)合漿料層厚度為50μm，然后將Ti片放入馬弗爐中，460℃煅燒20min然后再510℃煅燒2h，形成TiO2復(fù)合薄膜，然后，將Ti片吸附染料后，得到所述的光陽極。
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