[發明專利]染料敏化太陽能電池工作電極及其制備方法

有效

• 申請號: 202110258978.8
• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN113053673B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 張國良;唐波
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: H01G9/20
• 分類號: H01G9/20;H01G9/042
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 王志慧

1.染料敏化太陽能電池工作電極，其特征在于，所述染料敏化太陽能電池工作電極依次包括透明導電基底、Cu-MOF復合石墨烯材料納米陣列和二氧化鈦納米陣列，其中Cu-MOF復合石墨烯材料納米陣列和二氧化鈦納米陣列之間具有重疊部分。

2.一種根據權利要求1所述染料敏化太陽能電池工作電極的制備方法，包括在透明導電基底（1）上制備二氧化鈦半導體材料，其特征在于，所述方法還包括：使用Cu-MOF復合石墨烯材料修飾所述染料敏化太陽能電池工作電極。

3.根據權利要求2所述的染料敏化太陽能電池工作電極的制備方法，其特征在于，制備方法具體為：

步驟一:制備Cu-MOF復合氧化石墨烯材料；

步驟二:將Cu-MOF復合氧化石墨烯材料在去離子水中分散成懸浮液；并使用透明導電基底采用循環伏安法掃描懸浮液，將Cu-MOF復合氧化石墨烯材料還原成Cu-MOF復合石墨烯材料并呈納米陣列地修飾在所述透明導電基底表面；

步驟三:待所述步驟二步驟進行到1/2-3/4時，向其添加四氯化鈦，同時滴加鹽酸并持續采用循環伏安法掃描，使二氧化鈦呈納米陣列地生成在修飾有Cu-MOF復合石墨烯材料的導電基底上，且二氧化鈦納米陣列與Cu-MOF復合石墨烯材料納米陣列具有重疊部分，形成修飾有Cu-MOF復合石墨烯材料納米陣列和二氧化鈦納米陣列的導電基底；

步驟四:將修飾有Cu-MOF復合石墨烯材料納米陣列和二氧化鈦納米陣列的導電基底用去離子水洗凈并烘干，作為所述染料敏化太陽能電池工作電極。

4.根據權利要求3所述的染料敏化太陽能電池工作電極的制備方法，其特征在于，所述循環伏安法 掃描的掃描電勢區間為-1.0-1.0V，掃描速率為100mV/s。

5.根據權利要求3所述的染料敏化太陽能電池工作電極的制備方法，其特征在于，所述Cu-MOF復合氧化石墨烯材料和四氯化鈦的質量比為1:4-20。

6.根據權利要求3所述的染料敏化太陽能電池工作電極的制備方法，其特征在于，制備Cu-MOF復合氧化石墨烯材料的具體方法為：

S1:將1份氧化石墨烯加入到溶劑中，進行超聲分散得到氧化石墨烯的分散液，再將6份的H₃BTC和13份的Cu（NO₃)₂﹒3H₂O溶解在氧化石墨烯的分散液中并使他們充分混合得到混合液；

S2:將混合液在85℃下加熱18h以上，然后在室溫下冷卻，冷卻后再抽濾，將抽濾得到的產物用DMF洗滌去除未反應的雜質，得到晶體；

S3:將得到的晶體置于65℃的真空干燥箱中干燥20h以上，得到所述Cu-MOF復合氧化石墨烯材料。

7.根據權利要求6所述的染料敏化太陽能電池工作電極的制備方法，其特征在于，所述溶劑由水、乙醇和DMF按質量比1:1:1混合。

8.染料敏化太陽能電池，其特征在于，所述染料敏化太陽能電池的工作電極為權利要求1所述的染料敏化太陽能電池工作電極。