CN101599368A - 形成含触媒层电极的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种形成含触媒层电极的方法，包括在基板表面上形成导电层、调理基板表面、将基板浸泡至第二溶液中，且第二溶液含有由高分子包覆的贵金属，以形成贵金属触媒层于基板表面、以及以实质上低于约300℃的温度，热处理贵金属触媒层。在此亦揭示利用上述电极制造电化学装置的方法。

Description

形成含触媒层电极的方法

技术领域

本发明是关于形成含触媒层电极的方法，特别是关于利用高分子包覆的贵金属粒子组成触媒层形成电极的方法、和以此电极制造电化学装置的方法。

背景技术

近来由于染料敏化太阳能电池(Dye-sensitized solar cell；DSSC)具有成为低成本储能组件的潜力，使得它的发展逐渐受到重视。传统上，DSSC的阳极(photoanode)是将染料敏化纳米结晶半导体层沉积在铟锡氧化物(Indium-tin oxide；ITO)或氟锡氧化物(Fluorine-doped tin oxide；FTO)玻璃上；阴极则是采用镀铂对极(counterelectrode)。电解质一般为在适当的介质中具碘与三碘离子的氧化还原对。图1描述DSSC的基本操作，其可总结成下述五个步骤：(1)在染料分子中发生光激发而产生电荷分离(如箭头1所示)；(2)电荷(此处为电子)注入介孔(mesoporous)二氧化钛(TiO2)的导电带中；(3)电荷经负载(electronic load)至外部电路(如箭头2所示)；(4)透过电解质中的氧化还原对，染料还原至基态(如箭头3所示)；(5)在对极上由外部电路所获得的电荷还原氧化还原对(如箭头4所示)。

在DSSC中，在对极上还原氧化还原对的反应可表示如下：

I₃ ^-+2^-→I^-

因为碘离子负责将氧化态的染料分子重生，故上述还原反应非常重要。一旦染料再生速度无法赶上染料氧化速度(即电子由染料分子注入TiO2的导电带中)，将会严重影响电池的整体转换效能，甚至会使对极表面产生碘结晶。

在先前技术中，若直接在ITO或FTO玻璃表面与有机溶剂接触施行上述还原反应，三碘离子还原动力会变得非常缓慢。故为了降低过电压，触媒材料会涂覆在ITO或FTO玻璃的表面以加速反应进行。

目前为止，铂为最普遍使用的触媒材料。基于成本和效率考虑，现已发展出许多方式来形成薄的铂层。溅镀是最常实行的方法。虽然此方法制造的镀铂电极具有良好的效能，但其必须在超高真空环境下进行，以致成本始终居高不下。

2004年，Papageorgiou等人于”Coord.Chem.Rev.248”发表「加热铂簇触媒(thermal clusterplatinum catalyst)」的方法。此方法提供低的铂负载(约2～10μg/cm2)、良好的动力学效能(电荷传输阻力，RCT＜0.1Ωcm2)、以及相对于传统铂沉积方法(如溅镀、电化学沉积)的机械稳定性。2004年，王等人于”Surf.Interface Anal.36”发表的文献同样利用X射线光电光谱学研究加热铂簇触媒的稳定性，并且发现在加热铂簇触媒的过程中，铂簇触媒的表面会慢慢吸收碘，导致铂簇触媒的效能减弱。尽管由再加热处理可再生触媒效能，然而此方法需要加热达380℃，如此处理不但耗费能量且不适于量产。

其它诸如碳和导电高分子的材料亦提出作为DSSC中三碘离子反应的触媒。这些新的材料通常需制作成较厚的空隙层涂覆于基板上，才能获得可接受的触媒效果，而仍处于初步研发的阶段。

因此，DSSC相关的研究与开发技术致力于进一步降低成本及提高效能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供利用高分子包覆的贵金属粒子组成触媒层来形成电极的方法，以减少贵金属的用量。

本发明还提供利用上述电极制造电化学装置的方法，以提高电化学装置的效能。

本发明的一种技术方案为：提出形成含触媒层电极的方法，包含形成导电层于基板表面、调理基板表面、将基板浸泡至第二溶液中，且第二溶液包含由高分子包覆的贵金属，以形成贵金属触媒层于基板表面、以及以实质上低于约300℃的温度，热处理贵金属触媒层。

本发明的另一种技术方案为：提出制造电化学装置的方法，包含制作第一电极和第二电极、组装第一电极和第二电极、以及注入电解质到第一电极与第二电极之间；其中第一电极的制作包含提供具导电层的基板、调理基板表面、将基板浸泡至第二溶液中，且第二溶液包含由高分子包覆的贵金属，以形成贵金属触媒层于基板表面、以及以实质上低于约300℃的温度加热处理基板上的贵金属触媒层。

本发明提出的方法不但可减少贵金属的用量及提高电化学装置的效能，且整体制程较传统镀膜方式简单、又适合量产。

附图说明

图1是依据习知技术的染料敏化太阳能电池的基本操作示意图；

图2A~2D是依据本发明实施例形成含触媒层的电极的流程示意图；

图3是依据本发明实施例的电化学装置的立体示意图；

图4是依据实施例2的阴极组成的测试单元的电化学阻抗图谱；

图5是依据实施例1~3和对照实施例1制得的电池的电流-电压图；

图6是依据实施例4~5的阴极组成的测试单元的电化学阻抗图谱；

图7是依据实施例4~5制得的电池的电流-电压图。

【主要组件符号说明】

1、2、3、4箭头           101基板

102导电层                103界面活性层

104高分子包覆的贵金属    104a贵金属粒子

201阴极                  202阳极

203电解质                204封装膜

205导电玻璃层            206TiO2层

207染料                  208触媒层

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

图2A~2D描述了依据本发明实施例形成含触媒层的电极的方法流程。首先参照图2A，提供一基板101。基板101的材料并无特殊限制，但作为太阳能电池的电极时，较佳为玻璃基板，但亦可为塑料基板。基板101的表面形成有导电层102，用以传输电荷。导电层一般为ITO导电玻璃、石墨、或金属，例如为镍或不锈钢等一般使用的材质。形成导电层的方法为熟悉此项技艺者所知，例如蒸镀法或溅镀法、或是涂覆法。

接着，请参照图2B，调理(condition)导电层102的表面。调理方式包括将基板101浸泡(dip)至含有界面活性材料的第一溶液中，以于导电层102的表面形成界面活性层103。界面活性材料较佳为阳离子型界面活性剂，最常使用的材料为四级铵盐。界面活性层主要是用来改变电极的导电层的电性，以改善后续形成的膜层与导电层102间的黏着性。

继续参照图2C，再次将基板101浸泡至第二溶液中。第二溶液包含若干个由高分子包覆的贵金属，且贵金属悬浮分散于第二溶液。基板101上的界面活性层103吸附第二溶液中由高分子包覆的贵金属，而于界面活性层103的表面形成贵金属触媒层104。高分子所包覆的贵金属通常为带负电团，此时界面活性材料最好采用阳离子型界面活性剂，使由高分子包覆的贵金属得以吸附于基板上。

在此将说明第二溶液的配制方法。此方法包括提供一预构成贵金属外围的包覆层的高分子溶液，其中高分子溶液可含有聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚丙烯酰胺(Poly(acrylamide)；PAM)、聚乙烯醇(Poly(vinyl alcohol)；PVAL)、聚丙烯酸(Poly(acrylic acid)；PAA)、或聚次乙亚胺(Poly(ethyleneimine)；PEI)等高分子。接着，将贵金属盐类之前驱物加入高分子溶液中。贵金属较佳为钯(Pd)、铂(Pt)、钌(Ru)、银(Ag)或金(Au)等适合作为还原反应催化剂的材料。然后，加入贵金属盐类的还原剂于含有贵金属盐类的高分子溶液中，使贵金属盐类得以还原成贵金属粒子。此时由于贵金属粒子被高分子包覆，故可使纳米级贵金属均匀地分散于溶液。因而当基板101浸泡于第二溶液时，可形成由高分子包覆且均匀分布的贵金属触媒层。有关高分子包覆金属的制作方法可参见Hidefumi Hirai等人在2001年发表在”高分子先进技术(Polymers for Advanced Technologies)”的论文「在金属纳米粒之悬浮液中之保护型高分子(Protecting polymers in suspension of metal nanoparticles)」。

用于上述方法的第二溶液的溶剂并无特殊限制，但溶剂最好能溶解高分子，且具低沸点。

需注意的是，在第二溶液中高分子所占重量(PW)与贵金属所占重量(MW)的比值(即PW/MW)一般较佳为介于0.5~6之间。此乃因若高分子的含量过少，则第二溶液将无法稳定悬浮粒子而有沉降的疑虑；反之若高分子的含量过多，则触媒效能会降低，亦即贵金属无法发挥催化功能。此将于后的实施例中详细说明。

贵金属粒子的粒径分布一般为约10纳米(nm)至约50nm。利用均匀分散的纳米级高分子包覆的贵金属可形成较薄的触媒层，亦即，使用较少量的贵金属即可达到可接受的触媒效果。

浸泡基板101至第二溶液中的操作温度低于约50℃。较佳地，浸泡基板101至第二溶液中的步骤是在室温下进行。故在此提出的形成含触媒层电极的方法不需高温制程，因而可减低制作时对基板101上导电层102的电性的影响，并可有效控制电池效能。同时，相较于传统如溅镀等镀膜方式，依据本发明实施例的方法所使用的设备和其操作与控制方式均较简易，因此制造成本较低。

接着，请参照图2D，加热处理图2C的电极，使电极表面的所有或部分界面活性材料与高分子裂解，而暴露出纳米级贵金属粒子104a。在此进行的热处理的温度实质上比习知再生触媒效能的温度(即380℃)低，热处理温度较佳为低于约300℃，而热处理时间较佳为小于约30分钟。例如，以约270℃加热处理图2C中含触媒层的电极约10分钟。但热处理温度和时间可视界面活性剂种类、高分子种类、贵金属种类、基板种类、电极构造、电池结构等加以调整。施行热处理后的电极具有较佳的效能，此将详细说明于后的实施例。

图3描述了依据本发明实施例利用上述电极制得的电化学装置。如图3所示，此电化学装置包括阴极201、阳极202、位于阴极201与阳极202之间的封装膜204、和电解质203。电化学装置包括任一会发生化学反应的装置，特别的例子包括任何种类的燃料电池、或太阳能电池。

以染料敏化太阳能电池为例，阴极201或阳极202、或二者为使用上述图2A~2D的方法所形成的含触媒层电极。较佳地，阴极201为含触媒层208的电极。即电极包含表面具有导电层的基板，导电层上具有界面活性层，同时界面活性层还连结高分子包覆的贵金属粒子，这些贵金属粒子经热处理以作为电极的触媒层208。导电层较佳为ITO导电玻璃、石墨、或诸如镍或不锈钢等金属。高分子为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚乙烯醇(PVAL)、聚丙烯酸(PAA)、或聚次乙亚胺(PEI)，而被高分子包覆的贵金属可为钯、铂、钌、银或金等。

阳极(不具触媒层的另一电极)较佳为包含透明导电玻璃层205的基板，透明导电玻璃层205可为铟锡氧化物(ITO)、掺氟氧化锡(FTO)、掺锑氧化锡(ATO)、掺铝氧化锌(AZO)、掺镓氧化锌(GZO)、或掺铟氧化锌(IZO)。染料敏化太阳能电池的阳极一般还包括TiO2层206形成于导电玻璃层205表面，其中TiO2层206的表面附近更具有染料207。有关染料敏化太阳能电池的阳极制作方法已于诸多习知技艺中所揭示，在此仅稍作举例，以便于了解。

常用于太阳能电池的染料例如包括下列分子式1、分子式2、分子式3、和分子式4所表示的化合物，Nazeeruddin等人在2003年于”J.Phys.Chem.”发表的文献「染料敏化纳米级二氧化钛太阳能电池的敏化吸收研究及质子对电流与电压的影响(Investigation ofSensitizer Adsorption and the Influence of Protons on Current and Voltage of aDye-Sensitized Nanocrystalline TiO2 Solar Cell)」更详述染料相关的特性与结构，其一并附上供作参考。

          [分子式1]           [分子式2]          [分子式3]          [分子式4]

完成阴极201和阳极202后，可由熟谙此技艺者所知的方法组装电极，以构成电化学装置。在一实施例中，将封装膜204夹设在阴极201与阳极202之间，随后注入电解质203于其内。本发明实施例对封装膜并无特殊限制，但较佳为在低温下即可进行热缩合的高分子膜。特别是在制造电化学装置的过程中，可视最终产品的制程和预期的质量来决定注入电解质的时机。即，电解质可在组装电化学装置前、或在组装电化学装置的最后步骤注入。

较佳实施例

以下将详述本发明的较佳实施例。应理解下述实施例仅为说明本发明，本发明的精神和范围并不限于此。

实施例1：制作含触媒层的电极和具此电极的太阳能电池

[制作阴极/对极]

合成聚乙烯吡咯烷酮(Poly(N-vinyl-2-pyrrolidone；PVP)包覆的铂纳米粒子是先将0.1克(g)的PVP分子(分子量(MW)＝8000)溶于44毫升(mL)的去离子水中，并在室温下搅拌。再以0.2g的H2PtCl6作为前驱物加入先前制备的PVP溶液，故溶液所含的高分子重量与贵金属重量的比值约为1.1。随后缓慢加入5mL的还原剂(0.5M NaBH4溶液)。此时烧杯内的溶液会快速地由鹅黄色转变为黑色，表示已生成纳米级铂金属粒子。整个制作过程是在室温下进行，共需约30分钟。

另将干净的ITO玻璃板(20Ω/□)浸入含1％界面活性剂(ML-371，由依希特化公司(Rockwood Electrochemicals Asia Ltd.)提供)的浴槽中，其温度为60℃、历时5分钟，以于ITO玻璃板上形成界面活性层。此界面活性剂已广泛应用于印刷电路板工业作为接枝剂。界面活性剂在此的功能主要为改变ITO玻璃板表面的电性，使ITO玻璃板表面呈正电性。以去离子水洗涤后，将已形成界面活性层的ITO玻璃板浸入上述配制的PVP包覆的铂纳米粒子悬浮液中5分钟，使带负电的PVP包覆的铂纳米粒子吸附至ITO玻璃板，而在界面活性层上形成触媒层。最后以去离子水洗涤，并在空气中干燥。

[制作阳极/工作电极]

将0.036g的染料(N-719，由Solaronix公司提供，如上列分子式2所示)溶于50ml的氰甲烷、25ml的第三丁醇与25ml的乙醇的混合溶液(acetonitril∶t-butanol∶ethanol＝2∶1∶1)中，以配制浓度为3mM的染料溶液。

将TiO2/ITO玻璃板(由澳大利亚Dyesol公司提供)裁切成2公分(cm)×2cm，其中TiO2的表面积为0.5cm×0.5cm。在电热炉中以550℃烧结10分钟，以加强ITO内连性。接着将TiO2/ITO玻璃板沉浸至上述配制的染料溶液中1小时，且在40℃下持续搅拌溶液，使TiO2表面吸附染料。最后用氰甲烷清洗。

[组装电池]

电池的组装方式包括堆栈上述制得的阴极与阳极和封装膜，其中封装膜夹设在阳极与阴极之间，随后并加热达约100℃及施予加压黏合。封装膜中央为供电解质填充的镂空区域。此封装膜为由Solaronix公司提供的SX-1170-25热塑膜，厚度为25微米(μm)。随后注入电解质至阴极与阳极间的镂空区域，以提供电池。电解质是以3-甲氧基丙腈(3-methoxypropionitrile；MPN)为溶剂，溶有0.6M的1-丙基-2，3-双甲基咪唑(1-propyl-2，3-dimethylimidazolium；DMPII)、0.1M的碘化锂(LiI)、0.05M的碘、和0.5M的4-叔丁基吡啶(4-tert-butylpyridine；TBP)。

实施例2：制作含触媒层电极和具此电极的太阳能电池

本实施例为复制实施例1提供的染料敏化太阳能电池，除了在制作阴极时，以0.5g的PVP和0.2g的H2PtCl6配制PVP包覆的铂纳米粒子悬浮液。

实施例3：制作含触媒层的电极和具此电极的太阳能电池

本实施例为复制实施例1提供的染料敏化太阳能电池，除了在制作阴极时，以2g的PVP和0.2g的H2PtCl6配制PVP包覆的铂纳米粒子悬浮液。

实施例4：制作含触媒层的电极和具此电极的太阳能电池

本实施例为复制实施例1提供的染料敏化太阳能电池，除了在制作阳极时，将TiO2胶(由澳大利亚Dyesol公司提供)网印在ATO上，其中TiO2的表面积为1cm×0.5cm。

实施例5：制作含触媒层的电极和具此电极的太阳能电池

本实施例为复制实施例4提供的染料敏化太阳能电池，除了在制作阴极时，进一步施以约270℃的温度，热处理电极约10分钟。

对照实施例1：

本实施例为重复提供染料敏化太阳能电池，除了阴极的制作是利用传统的溅镀法获得触媒层。意即在制作对极时，干净的ITO玻璃板(20Ω/□)乃直接在溅镀机台中沉积一层厚度至少为100nm的铂金属薄膜。

试验实施例1：

本试验实施例是用来分析电极的触媒层的负载量，采用样品为依据实施例2获得的电极、和以传统方法制得的对照实施例1的电极作为对照组。

利用感应耦合电浆原子发射光谱仪(Inductively coupled plasma-atomic emissionspectroscopy；ICP-AES)分析单位面积的铂含量发现，依据实施例2获得的电极的负载量为4.89μg/cm2，对照实施例1获得的电极的负载量则为200μg/cm2。明显地，本发明实施例提出的方法所使用的铂金属量比传统方法少。此乃因调理基板的步骤可有效沉积高分子包覆的贵金属粒子于基板表面而形成超薄层，即界面活性处理步骤可修改ITO玻璃表面，以促进ITO玻璃与PVP包覆的铂粒子间的黏着效果。

试验实施例2：

本试验实施例是用来评估电极中三价碘还原的触媒效果，采用样品为依据实施例2获得的电极、和以传统方法制得的对照实施例1的电极作为对照组。测试前须制作对称的测试单元，其与实施例2的电池制作几乎相同，除了阳极以阴极替代。故测试单元是由两个完全相同的对极构成，对极的制作方法与实施例2的阴极制作方法相同。

在5mV的交流电压下，利用AUTOLAB P10的恒电位仪(potentiostat)量测电化学阻抗图谱(electrochemical impedance spectroscopy；EIS)，其范围介于50仟赫(kHz)至0.1Hz之间。耐奎斯特图(Nyquist plot)表示三段清楚可辨的电阻，从左向右依序为串联电阻(RS)、电荷传输电阻(RCT)、和能斯特扩散电阻(RD)；RCT值代表电极的触媒效果。图4显示含有PVP包覆的铂粒子的电极的RCT值为5.66Ωcm²，而对照实施例1的RCT量测值为10.8Ωcm²(未绘示)。因此，依据本发明提出的方法实施例形成触媒层的触媒效果优于传统溅镀法。

试验实施例3：

本试验实施例是用来评估染料敏化太阳能电池的效能，采用样品为依据实施例1~3获得的电池、和以传统方法制得的对照实施例1的电池作为对照组。

利用AUTOLAB P10的恒电位仪及使用太阳光仿真器(Newport solar simulator AM1.5，100mW/cm2)照射扫描，可得染料敏化太阳能电池的电流-电压图，其是以每秒5mV的扫描速度从电池开路电压VOC扫描到零电压。扫描结果如图5所示。数据结果列于表1，其中FF为填充因子(fill factor)，ηeff为光电转换效率，二者分别依方程式1与2计算而得。

$\mathrm{FF}=\frac{P_{\mathrm{MAX}}}{V_{\mathrm{OC}}\×I_{\mathrm{SC}}}$ [方程式1]

其中，PMAX为扫描电压下的最大功率，VOC为开路电压，ISC为短路电流。

${\mathrm{\η}}_{\mathrm{eff}}=\frac{P_{\mathrm{MAX}}}{P_{\mathrm{IN}}}=\frac{V_{\mathrm{OC}}\×I_{\mathrm{SC}}\×\mathrm{FF}}{P_{\mathrm{IN}}}$ [方程式2]

其中，PIN为太阳光仿真器的输入功率，即100mW/cm2。

从表1可知，实施例1的效能已达传统溅镀法的90％以上，因触媒效果较佳，故其VOC和ISC皆可媲拟、甚至高于传统溅镀法。但过量的高分子将提高电池内阻，导致FF降低，因而影响电池的转换效率。

表1

对极	VOC(V)	ISC(mA/cm2)	FF	ηeff(％)
					实施例1	0.69	11.8	0.53	4.32
实施例2	0.66	11.2	0.50	3.69
					实施例3	0.67	10.6	0.41	2.92
对照实施例1	0.67	11.6	0.58	4.55

试验实施例4：

本试验实施例的目的和施行方式类似试验实施例2，除了样品为采用依据实施例4~5获得的电极，其电化学阻抗图谱如图6所示。图中显示，实施例4的电极的RCT值为38.3Ωcm2，而实施例5的电极的RCT值为0.56Ωcm2。此表示根据本发明实施例进行低温热处理(实质上低于约300℃)电极后，可增进触媒层的触媒效果。

试验实施例5：

本试验实施例的目的和施行方式类似试验实施例3，除了样品为采用依据实施例4~5获得的电池。扫描结果如图7所示，其中开路电压、短路电流与光电转换效率列于表2。由此数据可知，整体而言，使用经热处理的电极所制作的电池具有较佳的效能。

表2

对极	VOC(V)	ISC(mA/cm2)	FF	ηeff(％)
					实施例4	0.61	5.88	0.59	2.1
实施例5	0.58	6.73	0.61	2.4

各种可用于染料敏化太阳能电池的对极的比较列于表3，文献1为Hauch等人在2001年发表在”电化学学报(Electrochim.Acta)，第46期，第3457页”的论文「染料敏化太阳能电池的电解质扩散与铂电极的电荷传输反应(Diffusion in the electrolyte andcharge-transfer reaction at the platinum electrode in dye-sensitized solar cells)」所提供的数据，其与对照实施例1的条件相同，除了铂触媒层的溅镀厚度为3nm。从表3可知，本发明实施例2的电极具有较低的Pt负载量和可接受的RCT值。

表3

铂电极型态	铂负载量(μg/cm2)	RCT(Ωcm2)	电解质溶剂	操作温度(℃)
					实施例2	4.89	5.66	MPN	＜300
加热铂纳米簇	5	＜1	NMO	380
					文献1	6.44	57	MPN	按溅镀时间而定
对照实施例1	~200	10.8	MPN	按溅镀时间而定

工业应用

由上述可见，本发明提出以浸泡方式形成含高分子包覆的纳米贵金属粒子作为电极的触媒层的方法，可减少贵金属的用量，若再施以热处理则更可提高电化学装置的效能。此外，整体制程不需执行高温步骤(浸泡步骤可在低于约50℃进行，热处理可在低于约300℃进行)，不仅操作简便、又能降低成本。若欲进行大量生产，此技术的优势将显而立见。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (21)

1.一种形成含触媒层的电极的方法，其特征在于，该方法包含：

形成一导电层于一基板的一表面；

调理所述基板的表面；

配制一第二溶液，其中该第二溶液包含若干个由一高分子包覆的贵金属分散于该第二溶液；

浸泡该基板至该第二溶液中，以形成一贵金属触媒层于该基板的表面上；以及

以实质上低于约300℃的温度，热处理该表面上的该贵金属触媒层。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，调理该基板的该表面包含浸泡该基板至一含有一界面活性材料的第一溶液中，以形成一界面活性层于该导电层上。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，浸泡该基板至该第二溶液中包含使该导电层上的该界面活性层吸附该些由该高分子包覆的贵金属，以形成该贵金属触媒层于该界面活性层上。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，配制该第二溶液包含：

提供一预构成包覆层的高分子溶液；

加入一贵金属盐类的前驱物至该高分子溶液中；以及

加入一还原剂至含有该贵金属盐类的高分子溶液中，使该贵金属盐类还原为一贵金属粒子。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，浸泡该基板至该第二溶液中包含在低于约50℃的操作温度下进行。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，热处理该表面上的该贵金属触媒层包含加热处理约30分钟以下。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该贵金属触媒层包含钯、铂、钌、银、金中的一种或多种。

8.一种形成含触媒层的电极的方法，其特征在于，该方法包含：

提供一具有一导电层的基板；

浸泡该基板至一含有一界面活性材料的第一溶液中，以形成一界面活性层于该导电层上；

浸泡该基板至一第二溶液中，其中该第二溶液包含若干个由一高分子包覆的贵金属，且该基板上的该界面活性层吸附该些由该高分子包覆的贵金属，而形成一贵金属触媒层于该界面活性层上；以及

以实质上低于约300℃的温度，热处理该基板上的该贵金属触媒层约30分钟以下。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，该方法还包含配制该第二溶液，配制方法包含：

提供一预构成包覆层的高分子溶液；

加入一贵金属盐类的前驱物至该高分子溶液中；以及

加入一还原剂至含有该贵金属盐类的该高分子溶液中，使该贵金属盐类还原为一贵金属粒子。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，浸泡该基板至该第二溶液中包含在低于约50℃的操作温度下进行。

11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，该贵金属为钯、铂、钌、银或金，而该高分子为聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸或聚次乙亚胺。

12.一种制造电化学装置的方法，其特征在于，该方法包含：

制作一第一电极，包含：

提供一具有一第一导电层的第一基板；

浸泡该第一基板至一第二溶液中，其中该第二溶液包含若干个由一高分子包覆的贵金属，以形成一第一贵金属触媒层于该第一基板的该表面上；以及

热处理该第一基板上的该第一贵金属触媒层；

制作一第二电极；

组装该第一电极和该第二电极；以及

注入一电解质到该第一电极与该第二电极之间。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，在制作该第一电极中，更包含浸泡该第一基板至一含有一界面活性材料的第一溶液中，以形成一界面活性层于该第一导电层上。

14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，浸泡该第一基板至该第二溶液中包含使该第一导电层上的该界面活性层吸附该些由该高分子包覆的贵金属，以形成该第一贵金属触媒层于该界面活性层上。

15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，在制作该第一电极中，热处理该第一基板上的该第一贵金属触媒层包含加热处理约30分钟以下。

16.如权利要求12所述的方法，其特征在于，在制作该第一电极中，浸泡该第一基板至该第二溶液中包含在低于约50℃的一操作温度下进行。

17.如权利要求12所述的方法，其特征在于，在制作该第一电极中，热处理包含以实质上低于约300℃的温度，热处理该第一基板上的该第一贵金属触媒层。

18.如权利要求12所述的方法，其特征在于，制作该第一电极更包含配制该第二溶液，配制方法包含：

提供一预构成包覆层的高分子溶液；

加入一贵金属盐类的前驱物至该高分子溶液中；以及

加入一还原剂至含有该贵金属盐类的该高分子溶液中，使该贵金属盐类还原为一贵金属粒子。

19.如权利要求12所述的方法，其特征在于，制作该第二电极包含：

提供一具有一第二导电层的第二基板；

浸泡该第二基板至一含有一界面活性材料的第三溶液中，以形成一界面活性层于该第二导电层上；

浸泡该第二基板至一第四溶液中，其中该第四溶液包含若干个由一高分子包覆的贵金属，且该第二基板上的该界面活性层吸附该些由该高分子包覆的贵金属，而形成一第二贵金属触媒层于该界面活性层上；以及

热处理该第二基板上的该第二贵金属触媒层。

20.如权利要求12所述的方法，其特征在于，制作该第二电极包含：

形成一导电玻璃层至一第二基板上；以及

形成一含染料的二氧化钛层于该导电玻璃层上。

21.如权利要求12所述的方法，其特征在于，组装该第一电极和该第二电极包含：

设置一封装膜于该第一电极与该第二电极之间；以及

黏合该第一电极、该封装膜、和该第二电极。

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