[發明專利]一種基于柔性襯底的光陽極及其制備方法

有效

• 申請號: 202011091399.0
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112233906B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 王從兵
• 申請（專利權）人: 江蘇日御光伏新材料科技有限公司
• 主分類號: H01G9/20
• 分類號: H01G9/20;H01G9/042
• 代理公司: 北京華仁聯合知識產權代理有限公司 11588
• 代理人: 國紅

本發明屬于太陽能電池技術領域具體涉及一種基于柔性襯底的光陽極及其制備方法。該制備方法的步驟包括：將聚丙烯腈靜電紡絲后煅燒得到碳纖維，然后以FeSO₄·7H₂O、磷酸和LiOH·H₂O為原料在碳纖維水熱合成磷酸亞鐵鋰，并將產物和透明質酸復合得到柔性襯底；隨后在柔性襯底表面沉積SnO₂和CeO₂，再用AO7染料敏化后得到光陽極。本發明所述光陽極柔性和光熱轉換效率優秀，可多次彎折。

技術領域

本發明屬于太陽能電池技術領域具體涉及一種基于柔性襯底的光陽極及其制備方法。

背景技術

隨著物聯網和可穿戴設備的迅速發展，各種各樣的柔性電子器件也有了極大的發展，但是可穿戴技術仍然面臨著很多困難，其中作為基礎的電池技術由于功率低等原因，遲遲做不出突破更是嚴重的制約了其發展。現有可穿戴產品的電源普遍存在占空間大、柔性差等結構性不足的問題；采用能量收集技術，將其他能量轉化成為可穿戴設備使用的電能是一種具備極佳的發展前景的方法。

太陽能電池主要利用的是太陽能光伏技術，利用光生伏打效應而將太陽能轉化為直流電能的技術。柔性太陽能電池是一種采用柔性材料作為基底的具有質量輕、可彎曲以及生產成本低的特性。但是和相對成熟的常規太陽能電池相比不僅對于太陽能的光伏轉換效率遠遠不及，而且作為透明導電電極的FTO和ITO具有一定的脆性極易斷裂影響其機械穩定性，從而大大限制了電池的彎曲能力。

發明內容

針對現有柔性太陽能電池的光伏轉換效率低，彎折能力差的的技術缺陷，本發明提供一種基于柔性襯底的光陽極及其制備方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于柔性襯底的光陽極的制備方法，包括以下步驟：

步驟一：取適量的聚丙烯腈加入二甲基甲酰胺中超聲8-10min，然后在45-50℃的水浴下攪拌12-16h得到前驅體溶液；隨后把前驅體溶液轉移至注射器中，進行靜電紡絲；紡絲結束后把得到的纖維膜放入75-85℃的真空烘箱中干燥24-30h；干燥后在270-280℃下預氧化1-2h，然后將產物在氮氣氣氛下以1000℃保溫2h碳化得到碳纖維。

步驟二：將步驟一制備的碳纖維浸于一定濃度的NaOH溶液中5-6min，碳纖維取出后在室溫下浸于鹽酸中10-12min，然后將碳纖維浸于無水乙醇中超聲4-5min并在超聲后用去離子水反復清洗6次；然后將碳纖維浸于150ml的去離子水中，并加入適量的FeSO₄·7H₂O和磷酸，攪拌50-60min后向混合溶液中緩慢的滴入LiOH·H₂O溶液，滴加完成后將混合溶液轉移到反應釜中以170-180℃反應10-12h，冷卻至室溫后過濾，并將濾得產物用去離子水反復洗滌得到磷酸亞鐵鋰/碳纖維。

步驟三：將磷酸亞鐵鋰/碳纖維浸于80ml聚多巴胺溶液中5-6h，將材料取出后置于透明質酸的無水乙醇溶液中，超聲60-70min，超聲結束后將混合溶液刮涂在清洗過的玻璃上，放置20-25min后將帶有涂膜的玻璃浸于CaCl₂的無水乙醇溶液中，靜置3-4h后再先后置于去離子水和無水乙醇中超聲6-9min，超聲結束后將樣品置于55-60℃的烘箱中干燥10-12h得到光陽極襯底。