CN102382484A - 一种多核芳烃光敏材料和由其制备的染料敏化太阳能电池 - Google Patents

一种多核芳烃光敏材料和由其制备的染料敏化太阳能电池 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种重质油多核芳烃光敏材料，具有良好的光、热和化学稳定性，在可见光区有强的特征电子吸收光谱。以重质油为原料，制备40-200目功能固定相，优选液相色谱分离条件得到的多核芳烃，吸收光谱在450nm附近，且光谱响应宽、摩尔消光系数高，结构可调控性强。用该光敏剂材料与光阳极、阴极及电解液制备染料敏化太阳能电池，光电转换效率达到了0.15%，它对于新能源的发展及重质油的高附加值利用有巨大的经济社会意义。

Description

一种多核芳烃光敏材料和由其制备的染料敏化太阳能电池
技术领域
本发明涉及一种多核芳烃光敏材料,尤其涉及一种自重质油分离的多核芳烃光敏材料,以及由其制备的染料敏化太阳能电池。
背景技术
当今，全世界已探明天然重质原油储量15500亿吨，远高于常规原油储量。这些原油经炼制转化或提取轻质分后的高沸点碳烃组分累计有50%以上的巨量重质渣油，具有分子量大、粘度高、沸点高及氢碳比高等特性，需开发轻质化新工艺新方法，以有效缓解世界能源危机。但是，直接转化会造成碳过度排放及愈演愈烈的温室效应，不知要给地球环境带来多么难以承受的巨大负担，严重威胁人类生存。开辟重质渣油洁净与可持续的转化利用方式不仅十分迫切，也对利用这类极丰富原料创建新能源的应用有巨大的实际意义。
在现有技术中，瑞士1991年报道高效染料敏化太阳电池（Nature 1991, 353,737），该染料光敏剂采用有机多核芳烃与金属钌的配合物，该染料敏化太阳电池（DSSC）的光电转换效率接近硅电池,其制造成本仅为硅电池的1/10，实用性强。染料敏化剂含贵金属的金属有机敏化剂被认为光电转化效率最高，如多吡啶钌配合物（J.Am.Chem.Soc.2008, 130, 10720 -10728）的光电转化效率高达10%以上。此外，还有数百种这类有机染料被用于太阳能电池。
然而，由于这类金属有机敏化剂电池的稳定性差、成本高及贵金属资源有限性，限制其规模化实际应用。与多吡啶钌配合物相比，不含贵金属的有机染料具有成本低、消光系数高和结构可调控性强等特点，这类有机敏化剂通常采用有机合成、分离方法（Angew. Chem. Int. Ed.2009,48, 2474 -2499）获得，这些现有技术所用的染料敏化剂主要是金属与芳烃络合物，具有天然毒性，耐环境性差。
现有技术中的重质油是沸点500  °C以上的一种原油，或者是原油经高温热处理形成的重质组分。重质油富集有80%以上的耐高温多核稠环、极性或非极性芳烃及杂环类如卟啉、噻吩等。这些多核芳烃分子的复杂链接、桥联与聚并，形成典型的芳核骨架共轭结构，这些共轭结构的部分成份具有光敏性与共敏性。通常，芳香环的Sp2平面扭转构象，及其前线轨道能级的电子跃迁，将产生不同强度的荧光效应，很容易吸收太阳光的400 nm ~ 760 nm可见光和200 nm ~ 400 nm紫外光。
重质油多核芳烃的芳环骨架结构，具有吸收光后易产生电子跃迁的特性及天然稳定性与光敏活性。将重质油组分按照芳香份分离（李勇志,邓先梁,俞惟乐. 1998,26（3）:280~284），利用其多核芳烃结构及较低的电子跃迁能，提高对紫外光谱的吸收波段。
显然，现有技术报道的光敏剂都是经有机合成方法得到的，尚未见采用原油中的重质油或者采用原油经过炼制工艺所得的重质油，经分离制备太阳能所需的光敏材料的报道，尤其是其用于制备太阳能电池的报道。
发明内容
本发明提供以重质油原料，分离富集具有典型的芳核骨架共轭结构，及具有良好的光、热和化学稳定性的有机光敏成分,并在可见光区产生强特征电子吸收光谱的多核芳烃和高效染料敏化太阳电池。
 本发明提供的重质油分离多核芳烃具有如下的化学结构式分子或由这些结构式的一种或几种分子所组成的共混物。
  
Figure DEST_PATH_IMAGE002
其中，式（a）中：
R1= H或C1-4的烷基；
R2= H或C1-4的烷基；
R3= H或C1-4的烷基；
Figure 2010102680270100002DEST_PATH_IMAGE004
式（b）与（c）可以是具有多种同分异构体的分子。
以下介绍本发明提供的重质油多核芳烃的分离方法：
首先，重质油原料用正庚烷沉淀出沥青质，脱沥青质部分进行四组份分离，得到芳香份。其次，再进一步分离芳香份，即通过制备氧化物类、硅胶类或其经处理后的固定相，采用液相色谱法，在固定相尺寸40-200目，50-70℃，0.1-0.15MP压力下，依次加入芳烃类、醇类流动相，并调节流出液流速为3.0-3.5ml/min，分离出单环芳香份、双环芳香份、多环芳香份，采用紫外可见吸收光谱评价并初筛染料敏化剂。
所述的固定相是氧化铝、硅胶、白土、氧化铝和硅胶键合固定相、十八烷基硅烷处理的反相高效液相色谱柱、喹啉醚基键合硅胶固定相或反相CN/C18组合柱。固定相尺寸在40-200目。
所述的流动相是氯仿、二氯甲烷、甲醇、乙醇、乙腈、己烷、环己烷、石油醚、苯或甲苯。
所述的重质油原料是炼油催化裂化渣油、原油减压分离渣油、原油常减压富集的富芳渣油或超临界后抽提渣油，优选原油减压分离渣油或原油常减压富集的富芳渣油。
所述的流动相以换溶剂为切割点和以柱上谱带的颜色判断切割点。这两种经验方法的确定均以流出物的折光率及紫外-可见光分析作出流出曲线图为依据。
以下介绍本发明提供的一种重质油分离所得多核芳烃作为光敏剂制备的染料敏化太阳能电池。
本发明提供的染料敏化太阳能电池由透明基底层、导电层、光吸收层、电解质层和对电极构成，光吸收层由半导体纳米粒子层和以重质油分离所得多核芳烃作为光敏剂构成。
所述的透明基底层是玻璃基底或塑料构成。
所述的塑料是聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚酰亚胺、三乙酰胺基纤维素或聚醚砜其中的任意一种。
所述的导电层由氧化铟锡（ITO）、氧化氟锡（FTO）、ZnO-Ga2O3、ZnO-Al2O3、锡基氧化物、氧化锑锡（ATO）或氧化锌中的任意一种构成。
所述的半导体纳米粒子层的半导体纳米粒子为Si、TiO2、SnO2、ZnO、WO3、Nb2O5或TiSrO3中的任意一种。所述半导体纳米粒子的平均粒径在5-100nm。
所述的电解质层是以碘/碘化锂电解质，离子液体或有机空穴传输材料中的任意一种构成。
所述的对电极由Pt、Au、Ni、Cu、Ag、In、Ru、Pd、Rh、Ir、Os、C和导电聚合物中任意一个或多个组成。
所述的导电聚合物为聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚对苯乙炔或聚醚中的任意一种或多种聚合物组成。
以下介绍本发明提供的以重质油多核芳烃作为光敏染料的染料敏化太阳能电池的制法。
以水热合成法制得粒径10 - 30 nm锐钛矿晶型TiO2溶胶，在该溶胶中加入适量聚乙二醇的液体涂覆于FTO导电玻璃，经450℃烧结得多孔nc-TiO2薄膜作为光阳极；将nc-TiO2复合膜浸泡在合成的多核芳烃染料溶液中12-24h，取出并用无水乙醇清洗烘干；然后将铂对电极和纳晶TiO2光阳极错开叠放并固定，滴入含碘和碘离子电解质溶液，对电极和敏化TiO2电极用环氧树脂密封，得到了染料敏化太阳电池。
本发明采用可将重质油中的芳烃按照芳环数进行分离，得到的多核芳烃吸收光谱超过450 nm；用此类染料制备的染料敏化太阳电池，达到了0.15%的光电转换效率，并且具有光热稳定性和耐环境性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1
       选取的原料是燕山石化催化裂化（FCC）油浆、长庆油田FCC油浆、长岭油田FCC油浆、济南炼油厂FCC油浆、青岛炼油厂FCC油浆和大庆油田FCC油浆六种油品，对每种油品进行基本物性分析，结果列于表1.
实施例2
将层析用100-200目氧化铝置于马弗炉中在500℃下焙烧6小时，冷却到室温后按氧化铝重量加入1%蒸馏水，活化24h备用。
称取燕山石化催化裂化（FCC）油浆约1.0g加入正庚烷沉淀出沥青质，脱沥青质部分用氧化铝吸附色谱法分离为饱和烃、芳烃及胶质。所分离出的四组份含量如表2。
对油品包括原油本身，分离得到的芳烃、胶质、沥青质进行紫外-可见吸收光谱测试，优选光波敏感组分。各组分光谱数据列于表3。
将燕山石化催化裂化（FCC）油浆芳香份试样在含水1%的氧化铝吸附色谱柱上分离为单环芳香份、双环芳香份和多环芳香份，以换溶剂为切割点，即加入95：5正庚烷/苯以前冲出物为无色的饱和份，加入85：15正庚烷/苯以前冲出物为淡黄色单环芳香份，加入苯以前冲出物为桔黄色双环芳香份，体积比1：1苯/乙醇冲出物为棕红色多环芳香份。每组份紫外-可见光谱数据见表3。
实施例3
       将实施例2分离得到的多环芳香份用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）进行结构表征，利用标准谱图检索对比，进行未知化合物鉴定，分析所检索到的主要化合物化学结构式如下：
        
Figure 2010102680270100002DEST_PATH_IMAGE002A
R1、R2、R3、R4、R5、R6如前所述。式（b）与（c）可以是具有多种同分异构体的分子。
实施例4
称取长庆油田FCC油浆约1.0g加入正庚烷沉淀出沥青质，脱沥青质部分用氧化铝吸附色谱法分离为饱和烃、芳烃及胶质。所分离出的四组份含量如表2。
对油品包括原油本身，分离得到的芳烃、胶质、沥青质进行紫外-可见吸收光谱测试，优选光波敏感组分。各组分光谱数据列于表4。
将长庆油田FCC油浆的芳香份试样在含水1%的氧化铝吸附色谱柱上分离为单环芳香份、双环芳香份和多环芳香份，以换溶剂为切割点，即加入95：5正庚烷/苯以前冲出物为无色的饱和份，加入85：15正庚烷/苯以前冲出物为淡黄色单环芳香份，加入苯以前冲出物为桔黄色双环芳香份，体积比1：1苯/乙醇冲出物为棕红色多环芳香份。每组份紫外-可见光谱数据见表4。
用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）对分离得到的长庆多环芳香份进行结构表征，利用标准谱图检索对比，进行未知化合物鉴定，分析所检索到的主要化合物化学结构式如实施例3所列。
实施例5
称取长岭油田FCC油浆约1.0g加入正庚烷沉淀出沥青质，脱沥青质部分用氧化铝吸附色谱法分离为饱和烃、芳烃及胶质。所分离出的四组份含量如表2。
对油品包括原油本身，分离得到的芳烃、胶质、沥青质进行紫外-可见吸收光谱测试，优选光波敏感组分。各组分光谱数据列于表5。
将长岭油田FCC油浆的芳香份试样在含水1%的氧化铝吸附色谱柱上分离为单环芳香份、双环芳香份和多环芳香份，以换溶剂为切割点，即加入95：5正庚烷/苯以前冲出物为无色的饱和份，加入85：15正庚烷/苯以前冲出物为淡黄色单环芳香份，加入苯以前冲出物为桔黄色双环芳香份，体积比1：1苯/乙醇冲出物为棕红色多环芳香份。每组份紫外-可见光谱数据见表5。
用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）对分离得到的长岭多环芳香份进行结构表征，利用标准谱图检索对比，进行未知化合物鉴定，分析所检索到的主要化合物化学结构式如实施例3所列。
实施例6
称取济南炼油厂FCC油浆约1.0g加入正庚烷沉淀出沥青质，脱沥青质部分用氧化铝吸附色谱法分离为饱和烃、芳烃及胶质。所分离出的四组份含量如表2。
对油品包括原油本身，分离得到的芳烃、胶质、沥青质进行紫外-可见吸收光谱测试，优选光波敏感组分。各组分光谱数据列于表6。
将济南炼油厂FCC油浆的芳香份试样在含水1%的氧化铝吸附色谱柱上分离为单环芳香份、双环芳香份和多环芳香份，以换溶剂为切割点，即加入95：5正庚烷/苯以前冲出物为无色的饱和份，加入85：15正庚烷/苯以前冲出物为淡黄色单环芳香份，加入苯以前冲出物为桔黄色双环芳香份，体积比1：1苯/乙醇冲出物为棕红色多环芳香份。每组份紫外-可见光谱数据见表6。
用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）对分离得到的济南多环芳香份进行结构表征，利用标准谱图检索对比，进行未知化合物鉴定，分析所检索到的主要化合物化学结构式如实施例3所列。
实施例7
称取青岛炼油厂FCC油浆约1.0g加入正庚烷沉淀出沥青质，脱沥青质部分用氧化铝吸附色谱法分离为饱和烃、芳烃及胶质。所分离出的四组份含量如表2。
对油品包括原油本身，分离得到的芳烃、胶质、沥青质进行紫外-可见吸收光谱测试，优选光波敏感组分。各组分光谱数据列于表7。
将青岛炼油厂FCC油浆的芳香份试样在含水1%的氧化铝吸附色谱柱上分离为单环芳香份、双环芳香份和多环芳香份，以换溶剂为切割点，即加入95：5正庚烷/苯以前冲出物为无色的饱和份，加入85：15正庚烷/苯以前冲出物为淡黄色单环芳香份，加入苯以前冲出物为桔黄色双环芳香份，体积比1：1苯/乙醇冲出物为棕红色多环芳香份。每组份紫外-可见光谱数据见表7。
用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）对分离得到的青岛多环芳香份进行结构表征，利用标准谱图检索对比，进行未知化合物鉴定，分析所检索到的主要化合物化学结构式如实施例3所列。
  
实施例8
称取大庆油田FCC油浆约1.0g加入正庚烷沉淀出沥青质，脱沥青质部分用氧化铝吸附色谱法分离为饱和烃、芳烃及胶质。所分离出的四组份含量如表2。
对油品包括原油本身，分离得到的芳烃、胶质、沥青质进行紫外-可见吸收光谱测试，优选光波敏感组分。各组分光谱数据列于表8。
将大庆油田FCC油浆的芳香份试样在含水1%的氧化铝吸附色谱柱上分离为单环芳香份、双环芳香份和多环芳香份，以换溶剂为切割点，即加入95：5正庚烷/苯以前冲出物为无色的饱和份，加入85：15正庚烷/苯以前冲出物为淡黄色单环芳香份，加入苯以前冲出物为桔黄色双环芳香份，体积比1：1苯/乙醇冲出物为棕红色多环芳香份。每组份紫外-可见光谱数据见表8。
用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）对分离得到的大庆多环芳香份进行结构表征，利用标准谱图检索对比，进行未知化合物鉴定，分析所检索到的主要化合物化学结构式如实施例3所列。
   实施例9
以水热合成法制得粒径10-30nm锐钛矿晶型TiO2溶胶，在该溶胶中加入适量聚乙二醇的液体涂覆于FTO导电玻璃，经450  ℃烧结得多孔nc-TiO2薄膜作为光阳极；将nc-TiO2复合膜浸泡在燕山石化催化裂化FCC油浆分离的多核芳烃染料溶液中12-24h，取出并用无水乙醇清洗烘干；然后将铂对电极和纳晶TiO2光阳极错开叠放并固定，滴入含碘和碘离子电解质溶液，对电极和敏化TiO2电极用环氧树脂密封，得到染料敏化太阳电池。
太阳能电池器件在模拟太阳光下测定，光强150mw/cm2，短路电流为0.105mA，开路电压为366mV。
   实施例10
以水热合成法制得粒径10-30nm锐钛矿晶型TiO2溶胶，在该溶胶中加入适量聚乙二醇的液体涂覆于FTO导电玻璃，经450  ℃烧结得多孔nc-TiO2薄膜作为光阳极；将nc-TiO2复合膜浸泡在长庆油田FCC油浆分离的多核芳烃染料溶液中12-24h，取出并用无水乙醇清洗烘干；然后将铂对电极和纳晶TiO2光阳极错开叠放并固定，滴入含碘和碘离子电解质溶液，对电极和敏化TiO2电极用环氧树脂密封，得到染料敏化太阳电池。
太阳能电池器件在模拟太阳光下测定，光强150mw/cm2，短路电流为0.228mA，开路电压为424mV。
   实施例11
以水热合成法制得粒径10-30nm锐钛矿晶型TiO2溶胶，在该溶胶中加入适量聚乙二醇的液体涂覆于FTO导电玻璃，经450  ℃烧结得多孔nc-TiO2薄膜作为光阳极；将nc-TiO2复合膜浸泡在长岭油田FCC油浆分离的多核芳烃染料溶液中12-24h，取出并用无水乙醇清洗烘干；然后将铂对电极和纳晶TiO2光阳极错开叠放并固定，滴入含碘和碘离子电解质溶液，对电极和敏化TiO2电极用环氧树脂密封，得到染料敏化太阳电池。
太阳能电池器件在模拟太阳光下测定，光强150mw/cm2，短路电流为0.186mA，开路电压为399mV。
   实施例12
以水热合成法制得粒径10-30nm锐钛矿晶型TiO2溶胶，在该溶胶中加入适量聚乙二醇的液体涂覆于FTO导电玻璃，经450  ℃烧结得多孔nc-TiO2薄膜作为光阳极；将nc-TiO2复合膜浸泡在济南炼油厂FCC油浆分离的多核芳烃染料溶液中12-24h，取出并用无水乙醇清洗烘干；然后将铂对电极和纳晶TiO2光阳极错开叠放并固定，滴入含碘和碘离子电解质溶液，对电极和敏化TiO2电极用环氧树脂密封，得到染料敏化太阳电池。
太阳能电池器件在模拟太阳光下测定，光强150mw/cm2，短路电流为0.214mA，开路电压为400mV。
   实施例13
以水热合成法制得粒径10-30nm锐钛矿晶型TiO2溶胶，在该溶胶中加入适量聚乙二醇的液体涂覆于FTO导电玻璃，经450  ℃烧结得多孔nc-TiO2薄膜作为光阳极；将nc-TiO2复合膜浸泡在青岛炼油厂FCC油浆分离的多核芳烃染料溶液中12-24h，取出并用无水乙醇清洗烘干；然后将铂对电极和纳晶TiO2光阳极错开叠放并固定，滴入含碘和碘离子电解质溶液，对电极和敏化TiO2电极用环氧树脂密封，得到染料敏化太阳电池。
太阳能电池器件在模拟太阳光下测定，光强150mw/cm2，短路电流为0.151mA，开路电压为380mV。
   实施例14
以水热合成法制得粒径10-30nm锐钛矿晶型TiO2溶胶，在该溶胶中加入适量聚乙二醇的液体涂覆于FTO导电玻璃，经450  ℃烧结得多孔nc-TiO2薄膜作为光阳极；将nc-TiO2复合膜浸泡在大庆油田FCC油浆分离的多核芳烃染料溶液中12-24h，取出并用无水乙醇清洗烘干；然后将铂对电极和纳晶TiO2光阳极错开叠放并固定，滴入含碘和碘离子电解质溶液，对电极和敏化TiO2电极用环氧树脂密封，得到染料敏化太阳电池。
太阳能电池器件在模拟太阳光下测定，光强150 mw / cm2，短路电流为0.258 mA，开路电压为429 mV。
比较例1
一种透明、导电、超薄石墨烯电极代替FTO导电玻璃制备的固态染料敏化太阳能电池。在该电池中石墨烯作为透明导电基底，多孔TiO2薄膜作为光阳极，采用N3作为光敏染料，spiro-OMeTAD作为空穴传输材料的电解质层，Au作为阴极，制得graphene/TiO2/dye/spiro-OMeTAD/Au固态染料敏化太阳能电池，在模拟太阳光光强度98.3mW/cm2的条件下测得电池的各项性能参数列于表9（Xuan Wang,Linjie, Klaus Mullen.Transparent,Conductive,Graphene Electrodes for Dye-Sensitized Solar Cells.Nano Letters.2008,8（1）:323-327）。
比较例2
一种二萘嵌苯类多核芳烃光敏染料制备的染料敏化太阳能电池。通过有机合成得到苝酰亚胺衍生物染料Cy-PMI，以其作为光敏染料制备纳米晶TiO2太阳能电池，在标准模拟太阳光下，光强100mW/cm2，测得电池的各项性能参数列于表9（Shibano Y, Umeyama T, Matano Y. Org. Lett . , 2007 , 9 (10) :1971 —1974）。
 
  
Figure DEST_PATH_IMAGE002AA
Figure DEST_PATH_IMAGE002AAA
Figure DEST_PATH_IMAGE004A
Figure DEST_PATH_IMAGE006
Figure DEST_PATH_IMAGE008
Figure DEST_PATH_IMAGE010
Figure DEST_PATH_IMAGE014
Figure DEST_PATH_IMAGE016

Claims (12)

1.本发明提供一种多核芳烃的光敏材料，其特征是具有如下的化学结构式的分子或由这些化学结构式的一种或几种分子所组成的共混物。
          
Figure DEST_PATH_IMAGE002A
其中，式（a）中：
R1= H或C1-4的烷基；
R2= H或C1-4的烷基；
R3= H或C1-4的烷基；
    
Figure DEST_PATH_IMAGE004
式（b）与（c）可以是具有多种同分异构体的分子。
  所述的多核芳烃光敏材料，其特征是从重质油原料分离出的芳香份。所述的分离方法，其特征是，重质油原料用正庚烷沉淀出沥青质，脱沥青质部分首先进行四组份分离，得到芳香份。其次，再进一步分离芳香份，即通过制备氧化物类、硅胶类或其经处理后的固定相，采用液相色谱法，在固定相尺寸40-200目，50-70℃，0.1-0.15MP压力下，依次加入芳烃类、醇类流动相，并调节流出液流速为3.0-3.5ml/min，分离出单环芳香份、双环芳香份、多环芳香份。所述的分离多环芳香份作为光敏染料，与光阳极、阴极及电解液组装制备染料敏化太阳能电池。
2.根据权利要求1，所述的固定相是氧化铝、硅胶、白土、氧化铝与硅胶键合固定相、十八烷基硅烷处理的反相高效液相色谱柱、喹啉醚基键合硅胶固定相或反相CN/C18组合柱。
3.根据权利要求1，所述的流动相是氯仿、二氯甲烷、甲醇、乙醇、乙腈、己烷、环己烷、石油醚、苯或甲苯。
4.根据权利要求1，所述的重质油原料是炼油催化裂化渣油、原油减压分离渣油、原油常减压富集的富芳渣油或超临界后抽提渣油，优选原油减压分离渣油或原油常减压富集的富芳渣油。
5.根据权利要求1，所述的重质油多核芳烃作为敏化剂制备染料敏化太阳能电池，其特征在于，由透明基底层、导电层、光吸收层、电解质层和对电极构成，光吸收层由半导体纳米粒子层和染料层经调制而构成。
6.根据权利要求5，所述的透明基底层是玻璃基底或塑料。
7.根据权利要求6，所述的塑料是聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚酰亚胺、三乙酰胺基纤维素或聚醚砜其中的任意一种材料构成。
8.根据权利要求5，所述的导电层由氧化铟锡（ITO）、氧化氟锡（FTO）、ZnO-Ga2O3、ZnO-Al2O3、锡基氧化物、氧化锑锡（ATO）或者氧化锌中的任意一种构成。
9.根据权利要求5，所述的半导体纳米粒子层的半导体纳米粒子为Si、TiO2、SnO2、ZnO、WO3、Nb2O5或TiSrO3中的任意一种。所述半导体纳米粒子的平均粒径在5-100nm。
10.根据权利要求5，所述的电解质层是以碘/碘化锂电解质,离子液体,或者有机空穴传输材料中的任意一种构成。
11.根据权利要求5，所述的对电极由Pt、Au、Ni、Cu、Ag、In、Ru、Pd、Rh、Ir、Os、C和导电聚合物中任意一个或多个组成。
12.根据权利要求11，所述的导电聚合物为聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚对苯乙炔，或者聚醚中的任意一种或多种聚合物组成。
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