CN101447340A - 用于染料敏化太阳能电池的大表面积电极制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及染料敏化太阳能电池领域，特别是一种用于染料敏化太阳能电池大表面积电极的制备方法，以金或者铂为溅射材料，在导电玻璃表面得到一层金或者铂颗粒。将氯铂酸溶于异丙醇中，将得到氯铂酸溶液旋涂导电玻璃表面上，将涂覆有金属金或者铂颗粒层的导电玻璃放入烧结炉中，在大的颗粒表面便会附着上粒径较小的金属颗粒，形成具有更大表面积的金或者铂电极。按照本方法得到的大表面积电极的优点是：金属电极的表面积增大，能够提高催化效果，减小电池在电极上的能量损耗，提高电池的光电转化效率。

Description

用于染料敏化太阳能电池的大表面积电极制备方法
技术领域
本发明涉及染料敏化太阳能电池领域，特别是一种用于染料敏化太阳能电池大表面积电极的制备方法。
背景技术
1991年瑞士洛桑高等理工学院实验室在权威期刊Nature(O’Regan B.，
Figure A200810232771D0005131510QIETU
 M.，1991，353，737)上报道一种全新的染料敏化太阳能电池的研究成果，立即得到了国际上的广泛关注和重视。
染料敏化太阳能电池主要由以下几个部分组成：光阳极、纳米多孔半导体薄膜、染料敏化剂、电解质和对电极。该电池以I3/I氧化还原电对为媒介在光阳极和对电极之间传递电荷。在这个媒介再生的循环中，被氧化的物质(I2或I3)在对电极上重新被还原为I-。在此过程中，减小由于上述还原反应对电极上的能量消耗是十分必要的。因此，作为电池的重要组成部分，对电极的电催化性能对整个电池的光电转化效率有着重要的影响。但是，现有技术非溅射方法得到的铂电极，其表面积较小，表面的铂对于还原反应的催化能力也较弱，导致整个电池的总能量效率不高。
发明内容
针对现有技术中铂电极的表面积较小，表面的铂对于还原反应的催化能力也较弱，整个电池的总能量效率不高的技术问题，本发明提出一种用于染料敏化太阳能电池的大表面积电极制备方法，包括如下步骤：
1)以金或者铂为溅射材料，在40mA的电流下溅射10～20min，在导电玻璃表面得到一层厚度为1～5μm，均匀分布且直径为0.1～10μm大的金或者铂颗粒。
2)将1g氯铂酸溶于100mL摩尔浓度为1～100mmol/L异丙醇溶液中，充分溶解后得到搅拌均匀的0.01g/mL氯铂酸溶液，将此溶液旋涂在具有金或者铂颗粒层的导电玻璃表面上。
3)将涂覆有氯铂酸溶液的金属金或者铂颗粒层的导电玻璃放入烧结炉中，烧结的温度范围为300～500℃，烧结30min，此时在已有大的颗粒表面便会附着上粒径为50～100nm的金属颗粒，形成具有更大表面积的金或者铂电极。
上述方法中，金或者铂颗粒的直径范围为0.1～10μm，优选0.1～1μm。
此大表面积电极的优点是：由于金属电极的表面积增大，能够大大提高催化效果，减小电池在对电极上的能量损耗，提高电池的光电转化效率。
附图说明
图1本发明与普通铂电极太阳能电池比较测试的I-V曲线
电池有效面积为1.5cm×1.5cm，图中1为本发明大面积铂电极的太阳能电池的短路电流曲线，2为普通太阳能电池的铂电极的短路电流曲线
具体实施方式
实施例一
1)首先将导电玻璃放入磁控溅射镀膜仪中，以金为溅射材料，在40mA的电流下溅射20min，在导电玻璃表面得到一层厚度为1μm，均匀分布且直径为0.1μm大的金颗粒。
2)将1g氯铂酸溶解在100mL异丙醇溶液瓶中，充分溶解后得到搅拌均匀的0.01g/mL氯铂酸溶液，氯铂酸异丙醇溶液的摩尔浓度为1mmol/L，将此溶液旋涂在具有金颗粒层的导电玻璃表面上。
3)将涂覆有氯铂酸溶液的金属金颗粒层的导电玻璃放入烧结炉中，烧结的温度范围为500℃，烧结30min，此时在大的金属颗粒表面便会附着上粒径为50nm的金属颗粒，形成具有较大表面积的金电极。
实施例二
1)首先将导电玻璃放入磁控溅射镀膜仪中，以铂为溅射材料，在40mA的电流下溅射10min，在导电玻璃表面得到一层厚度为5μm，均匀分布且直径为10nm大的铂颗粒。
2)将1g氯铂酸溶解在100mL异丙醇溶液瓶中，充分溶解后得到搅拌均匀的0.01g/mL氯铂酸溶液，氯铂酸异丙醇溶液的摩尔浓度为100mmol/L，将此溶液旋涂在具有铂颗粒层的导电玻璃表面上。
3)将涂覆有氯铂酸溶液的金属铂颗粒层的导电玻璃放入烧结炉中，烧结的温度范围为300℃，烧结30min，此时在大的颗粒表面便会附着上粒径为100nm的金属颗粒，形成具有较大表面积的铂电极。
实施例三
1)首先将导电玻璃放入磁控溅射镀膜仪中，以金为溅射材料，在40mA的电流下溅射15min，在导电玻璃表面得到一层厚度为3μm，均匀分布且直径为1nm大的金颗粒。
2)将1g氯铂酸溶解在100mL异丙醇溶液瓶中，充分溶解后得到搅拌均匀的0.01g/mL氯铂酸溶液，氯铂酸异丙醇溶液的摩尔浓度为50mmol/L，将此溶液旋涂在具有金颗粒层的导电玻璃表面上。
3)将涂覆有氯铂酸溶液的金属金颗粒层的导电玻璃放入烧结炉中，烧结的温度范围为400℃，烧结30min，此时在大的颗粒表面便会附着上粒径为80nm的金属颗粒，形成具有较大表面积的金电极。
在所有其它条件相同的情况下，将制备的大表面积金或者铂电极与普通铂电极分别组成有效面积为1.5cm×1.5cm的染料敏化太阳能电池，采用CHI600C电化学工作站测试两种电池的I-V曲线，所得结果如附图1所示。
从测试结果可以看出，本发明的太阳能电池的短路电流1比起现有技术的太阳能电池的短路电流2得到了明显提高，从而也使整个染料敏化太阳能电池的效率得到了提升。

Claims (4)

1、一种用于染料敏化太阳能电池的大表面积电极制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)以金或者铂为溅射材料，在40mA的电流下溅射10～20min，在导电玻璃表面得到一层厚度为1～5μm，均匀分布且直径为0.1～10μm大的金或者铂颗粒；
2)将1g氯铂酸溶于100mL摩尔浓度为1～100mmol/L异丙醇溶液中，充分溶解后得到搅拌均匀的0.01g/mL氯铂酸溶液，将此溶液旋涂在具有金或者铂颗粒层的导电玻璃表面上；
3)将涂覆有氯铂酸溶液的金或者铂金属颗粒层的导电玻璃放入烧结炉中，烧结的温度范围为300～500℃，烧结30min，此时在已有大的金属颗粒表面会附着上粒径为50～100nm的金属颗粒，形成具有较大表面积的金或者铂的金属电极。
2、根据权利要求1所述的用于染料敏化太阳能电池的大表面积电极制备方法，其特征在于：
1)以金为溅射材料，在40mA的电流下溅射20min，在导电玻璃表面得到一层厚度为1μm，均匀分布且直径为0.1μm大的金颗粒；
2)将1g氯铂酸溶于100mL摩尔浓度为1mmol/L异丙醇溶液中，充分溶解后得到搅拌均匀的0.01g/mL氯铂酸溶液，将此溶液旋涂在具有金颗粒层的导电玻璃表面上；
3)将涂覆有氯铂酸溶液的金属金颗粒层的导电玻璃放入烧结炉中，烧结的温度范围为500℃，烧结30min，此时在已有大的金属颗粒表面会附着上粒径为50nm的金属颗粒，形成具有较大表面积的金的金属电极。
3.根据权利要求1所述的用于染料敏化太阳能电池的大表面积电极制备方法，其特征在于：
1)以铂为溅射材料，在40mA的电流下溅射10min，在导电玻璃表面得到一层厚度为5μm，均匀分布且直径为10μm大的铂颗粒；
2)将1g氯铂酸溶于100mL摩尔浓度为100mmol/L异丙醇溶液中，充分溶解后得到搅拌均匀的0.01g/mL氯铂酸溶液，将此溶液旋涂在具有铂颗粒层的导电玻璃表面上；
3)将涂覆有氯铂酸溶液的金属铂颗粒层的导电玻璃放入烧结炉中，烧结的温度范围为300℃，烧结30min，此时在已有大的金属颗粒表面会附着上粒径为100nm的金属颗粒，形成具有较大表面积的铂的金属电极。
4.根据权利要求1所述的用于染料敏化太阳能电池的大表面积电极制备方法，其特征在于：
1)以金为溅射材料，在40mA的电流下溅射15min，在导电玻璃表面得到一层厚度为3μm，均匀分布且直径为1μm大的金颗粒；
2)将1g氯铂酸溶于100mL摩尔浓度为50mmol/L异丙醇溶液中，充分溶解后得到搅拌均匀的0.01g/mL氯铂酸溶液，将此溶液旋涂在具有金颗粒层的导电玻璃表面上；
3)将涂覆有氯铂酸溶液的金属金颗粒层的导电玻璃放入烧结炉中，烧结的温度范围为400℃，烧结30min，此时在已有大的金属颗粒表面会附着上粒径为80nm的金属颗粒，形成具有较大表面积的金的金属电极。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106207080A (zh) * 2016-07-09 2016-12-07 王瑞明 高能效手机电池的含铂电极的制备方法
CN106463268A (zh) * 2014-04-16 2017-02-22 艾尼股份公司 用于光伏电池的电极以及相关的制备工艺
CN108565118A (zh) * 2016-07-09 2018-09-21 王瑞明 不间断电源的含铂电极的制备方法
CN112851407A (zh) * 2021-01-22 2021-05-28 昆明理工大学 一种低温薄铂涂层的制备方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4010170B2 (ja) * 2002-04-11 2007-11-21 ソニー株式会社 光電変換素子の製造方法
CN1269228C (zh) * 2002-12-30 2006-08-09 中国科学院化学研究所 铂Pt催化电极的制备方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106463268A (zh) * 2014-04-16 2017-02-22 艾尼股份公司 用于光伏电池的电极以及相关的制备工艺
CN106207080A (zh) * 2016-07-09 2016-12-07 王瑞明 高能效手机电池的含铂电极的制备方法
CN108565118A (zh) * 2016-07-09 2018-09-21 王瑞明 不间断电源的含铂电极的制备方法
CN108735967A (zh) * 2016-07-09 2018-11-02 王瑞明 高能效手机电池的含铂电极的制备方法
CN108735967B (zh) * 2016-07-09 2019-09-27 徐州鑫通电力设备有限公司 高能效手机电池的含铂电极的制备方法
CN108565118B (zh) * 2016-07-09 2019-11-05 南理工泰兴智能制造研究院有限公司 不间断电源的含铂电极的制备方法
CN106207080B (zh) * 2016-07-09 2019-11-05 南理工泰兴智能制造研究院有限公司 高能效手机电池的含铂电极的制备方法
CN112851407A (zh) * 2021-01-22 2021-05-28 昆明理工大学 一种低温薄铂涂层的制备方法

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