CN102509630A - 一种柔性载铂对电极及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性载铂对电极及其制备方法与应用。该柔性载铂对电极是按照包括下述步骤的方法制备得到的：1)将柔性基底上制备TiO2层，得到TiO2层修饰的柔性基底；2)以铂盐为前驱体，溶解所述铂盐的醇溶剂为空穴捕获剂，在室温下采用紫外光原位还原法在所述TiO2层上沉积铂，得到柔性载铂对电极。本发明制备载铂对电极的方法工艺简单、成本低、可实现低温制备。所得到的载铂对电极具有载铂量低、催化活性高、重复性好、铂颗粒附着强度高、稳定性好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种柔性载铂对电极及其制备方法与应用。
背景技术
载铂对电极由于其优异的催化活性和导电性能在诸如染料敏化太阳能电池、燃料电池、光催化等很多领域得到了广泛的应用。目前制备载铂电极的方法有很多种。
高温热分解法是制备高性能载铂对电极最有效的方法之一。但这种方法需要高温烧结，因而无法用在以导电高分子为基底的载铂对电极的制备上。
磁控溅射和真空蒸镀法可在低温条件下制备出高性能的载铂对电极，能应用于柔性对电极的制备，但这种制备方法需要昂贵的设备和苛刻的制备条件，同时制备出的对电极的载铂量很高，这就大幅度地增加了电极的制备成本。
电化学还原和电泳沉积也可以在低温条件下制备载铂对电极，但这些方法制备的载铂对电极的稳定性不好而且重复性差。
化学还原法也是常采用的一种低温制备载铂对电极的方法，但这种方法制备出的对电极性能不佳，而且机械强度不好，不利于电极的长期使用。
实现器件诸如染料敏化太阳能电池的柔性化，柔性对电极的制备是其中一个重要的步骤，寻求低温制备高性能载铂对电极的方法成为近期研究的核心问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种制备工艺简单、成本低、可实现低温制备的柔性载铂对电极的方法。该方法制备出的载铂对电极具有载铂量低、催化活性高、重复性好、铂颗粒附着强度高、稳定性好等优点。
本发明所提供的柔性载铂对电极是按照包括下述步骤的方法制备的得到的：
1)将柔性基底上制备TiO2层，得到TiO2层修饰的柔性基底；
2)以铂盐为前驱体，溶解所述铂盐的醇溶剂为空穴捕获剂，在室温下采用紫外光原位还原法在所述TiO2层上沉积铂，得到柔性载铂对电极。
本发明步骤1)中所述柔性基底为柔性导电高分子薄膜或金属片。
所述柔性导电高分子薄膜的厚度可为100μm～500μm，表面方块电阻可为8Ω/□～100Ω/□；所述金属片的厚度可为100μm～1000μm。
上述柔性导电高分子薄膜具体由聚合物薄膜及其上的透明氧化物导电层构成；所述聚合物薄膜包括但不局限于由下述任意一种聚合物组成：聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚(萘二甲酸乙二醇酯)或聚酰亚胺，所述透明氧化物导电层包括但不局限于由下述任意一种物质组成：掺杂的氧化锡、掺杂的氧化铟和掺杂的氧化锌。
所述柔性导电高分子薄膜具体可为ITO/PET薄膜(镀锡掺杂氧化铟导电层的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜)或ITO/PEN薄膜(镀锡掺杂氧化铟导电层的聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜)。
上述金属片可由下述至少一种金属组成：钛、钨、钼、钽和不锈钢。
步骤1)中所述TiO2层的厚度可为1～2000nm，具体如4～2000nm，4～70nm，800～2000nm。
在柔性基底上制备TiO2层的方法包括下述步骤：将钛醇盐溶液或TiO2胶体涂敷在柔性基底上，并进行相应的后处理，得到TiO2层修饰的柔性基底；
所述涂敷方法选自下述至少一种：旋涂法(转速为500～3000转/分)、玻璃棒涂敷(doctor-blade法)、丝网印刷法和自然铺展法。
其中，所述钛醇盐溶液中的钛醇盐包括但不局限于钛酸四丁酯或钛酸异丙酯；所述钛醇盐溶液中钛醇盐的浓度为1mM～1000mM；所述钛醇盐溶液中的溶剂可为异丙醇和正丁醇按照体积比0∶10～10∶0组成的溶剂。
制备所述TiO2胶体所用的二氧化钛的粒径可为1nm～500nm，所述二氧化钛胶体中二氧化钛的质量含量为0.1％～20％；二氧化钛胶体的分散相包括但不局限于水、乙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、乙二醇等或其混合溶液。
当在柔性基底上涂敷钛醇盐溶液时，所述后处理的方法为：将涂布钛醇盐溶液后的基底在100℃的烘箱中干烘30分钟，再在100℃的蒸馏水中煮1～4小时，然后在100℃的烘箱中干烘30分钟；
当在柔性基底上涂敷TiO2胶体时，所述后处理的方法为：将涂布TiO2胶体后的基底在100℃的烘箱中干烘1-4小时。
本发明步骤2)中在所述TiO2层上沉积铂的方法包括下述步骤：将TiO2层修饰的柔性基底置于放有铂盐的醇溶液的反应容器中，并浸于所述铂盐的醇溶液中，在紫外灯照射下反应0.5～2小时，得到柔性载铂对电极。
其中，所述紫外灯的功率为100W～1000W，所述紫外灯所产生的紫外光的波长范围为320～400nm；所述紫外灯与反应容器的距离为5～50cm；
所述铂盐的醇溶液中铂盐的浓度为0.1mM～10mM；
所述铂盐包括但不局限于氯铂酸(H2PtCl6·6H2O)；所述溶解铂的醇溶剂选自下述至少一种：甲醇、乙醇、异丙醇和乙二醇。
上述沉积铂的方法还包括将得到的柔性载铂对电极用蒸馏水冲洗，然后置于50～100℃烘箱中放置1～6小时的步骤。
以上述方法制备得到的柔性载铂对电极也属于本发明的保护范围。
本发明的再一个目的是提供柔性载铂对电极的应用。
本发明的柔性载铂电极可作为对电极用于制备染料敏化太阳能电池。
以本发明的柔性载铂电极作为对电极制备的染料敏化太阳能电池也属于本发明的保护范围。
本发明所提供的柔性载铂对电极及其制备方法具有以下优点：
1、用TiO2修饰基底可实现基底的功能化，利用TiO2的特殊功能在紫外光催化辅助醇类还原铂离子的作用下可在经TiO2修饰的基底上制备出高性能的载铂对电极，而且操作简单，对设备要求低。
2、用该方法制备出的载铂对电极具有高的催化活性，其应用在DSSC(染料敏化太阳能电池)时展现出高的性能，使得所制备的电池具有高的光电转化性能。
3、用该方法可制备出载铂对电极的透光率在很大的范围内可调，可用于对透光率要求不同的应用环境。
4、该方法制备的对电极的铂颗粒以高的强度附着在基底上，从而保证了所制备的对电极具有高的机械稳定性和长期使用的稳定性。
5、该方法制备的柔性载铂对电极可任意的卷曲，剪切，而且质量轻。将该方法制备的载铂对电极应用于柔性染料敏化太阳能电池中可使电池的光电转化效率高达8％以上。50℃加速老化1000小时电池仍能保持原有的90％以上的光电转化效率。
附图说明
图1为实施例7制备的全柔性染料敏化太阳能电池的光电性能曲线。
图2为实施例7所制备的载铂电极的电化学阻抗谱。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明方法进行说明，但本发明并不局限于此。
下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。下述实施例中如无特别指明温度，均代表室温。
下述实施例中，采用电化学阻抗测量的方法在电解液(该电解液为碘化锂、碘、4-特丁基吡啶的三甲氧基丙腈混合液，其中，碘化锂、碘和4-特丁基吡啶的浓度分别为0.5M、0.02M和0.5M)中表征所制备的载铂电极的催化活性。如图2所示，图中靠左边的半圆的半径显示载铂电极的催化活性，用Rct表示；Rct值越小代表载铂电极的催化活性越高。
实施例1：制备载铂对电极
a.以柔性导电高分子薄膜ITO/PEN为基底制备载铂对电极，基底的厚度为300μm，透光率为75％，表面方块电阻为15Ω/□；
b.将基底依次用清洁剂溶液、丙酮、蒸馏水超声清洗5分钟，晾干后用胶带将其四周固定在旋涂仪上；
c.将1mM的钛酸四丁酯的异丙醇/正丁醇溶液(异丙醇/正丁醇体积比为1∶1)旋涂在导电基底上，旋转速度为500转/分，时间为20S；
d.经c步骤处理的基底在100℃的烘箱中干烘30分钟，再在100℃的蒸馏水中煮1小时，然后在100℃的烘箱中干烘30分钟，得到TiO2修饰的基底，其中TiO2层的厚度约为4nm；
e.配置含铂的反应液：将氯铂酸溶于适量异丙醇中配置成浓度为1.0mM的反应液；
f.将TiO2修饰的基底(d步骤)置于反应液(e)中，容器用聚苯乙烯透明薄膜封口，将反应液置于高压汞灯(提供紫外光)照射下，光源与反应容器的的距离为10cm，高压汞灯功率为200W，反应时间为90分钟；
g.反应完成后将对电极取出，用蒸馏水冲洗数次，然后放入60℃干烘4小时，待用。
所制备的对电极在电解液中测得的电子转移电阻(Rct)为5.20Ωcm2。所述电解液为碘化锂、碘、4-特丁基吡啶的三甲氧基丙腈混合液，其中，碘化锂、碘和4-特丁基吡啶的浓度分别为0.5M、0.02M和0.5M。
实施例2：制备载铂对电极
a.以柔性导电高分子薄膜ITO/PET为基底制备载铂对电极，基底的厚度为200μm，透光率为70％，表面方块电阻为60Ω/□；
b.将基底依次用清洁剂溶液、丙酮、蒸馏水超声清洗5分钟，晾干后用胶带将其四周固定在旋涂仪上；
c.将1000mM的钛酸四丁酯的异丙醇/正丁醇溶液(异丙醇/正丁醇体积比为9∶1)旋涂在导电基底上，旋转速度为1000转/分，时间为30S；
d.经c步骤处理的基底在100℃的烘箱中干烘30分钟，再在100℃的蒸馏水中煮2小时，然后在100℃的烘箱中干烘30分钟，得到TiO2修饰的基底，其中TiO2层的厚度为55nm；
e.配置含铂的反应液：将氯铂酸溶于适量甲醇中配置成浓度为0.5mM的反应液；
f.将TiO2修饰的基底(d步骤)置于反应液(e)中，容器用聚苯乙烯透明薄膜封口，将反应液置于高压汞灯(提供紫外光)照射下，光源与反应容器的的距离为20cm，高压汞灯功率为300W，反应时间为120分钟；
g.反应完成后将对电极取出，用蒸馏水冲洗数次，然后放入80℃干烘4小时，待用。
所制备的对电极在电解液中测得的对电极的电子转移电阻(Rct)为3.8Ωcm2。所述电解液为碘化锂、碘、4-特丁基吡啶的三甲氧基丙腈混合液，其中，碘化锂、碘和4-特丁基吡啶的浓度分别为0.5M、0.02M和0.5M。
实施例3：制备载铂对电极
a.以钛薄片为基底制备载铂对电极，基底的厚度为300μm；
b.将钛片用精细砂纸(1000目)打磨至光亮，然后依次用清洁剂溶液，蒸馏水超声清洗20分钟，晾干后两侧用胶带固定在水平桌面上；
c.将100mM的钛酸四丁酯的异丙醇/正丁醇溶液(异丙醇/正丁醇体积比为1∶1)滴加在基底上，使其自然铺展开，在空气中晾干；
d.d.经c步骤处理的基底在100℃的烘箱中干烘30分钟，再在100℃的蒸馏水中煮2小时，然后在100℃的烘箱中干烘30分钟，得到TiO2修饰的基底，其中TiO2层的厚度为20nm；
e.配置含铂的反应液：将氯铂酸溶于适量异丙醇中配置成浓度为10mM的反应液；
f.将TiO2修饰的基底(d步骤)置于反应液(e)中，容器用聚苯乙烯透明薄膜封口，将反应液置于高压汞灯(提供紫外光)照射下，光源与反应容器的的距离为30cm，高压汞灯功率为400W，反应时间为60分钟；
g.反应完成后将对电极取出，用蒸馏水冲洗数次，然后放入100℃干烘1小时，待用。
所制备的对电极在电解液中测得的电子转移电阻(Rct)为3.20Ωcm2。所述电解液为碘化锂、碘、4-特丁基吡啶的三甲氧基丙腈混合液，其中，碘化锂、碘和4-特丁基吡啶的浓度分别为0.5M、0.02M和0.5M。
实施例4：制备载铂对电极
a.以不锈钢薄片为基底制备载铂对电极，基底的厚度为300μm；
b.用1000目的砂纸打磨去掉表面氧化层，然后依次用清洁剂溶液、蒸馏水超声清洗10分钟，晾干后固定在平板加热器上，平板温度70℃；
c.用玻璃棒将100mM的钛酸异丙酯的异丙醇溶液涂敷在基底上，晾干；
d.经c步骤处理的基底在100℃的烘箱中干烘30分钟，再在100℃的蒸馏水中煮2小时，然后在100℃的烘箱中干烘30分钟，得到TiO2修饰的基底，其中TiO2层的厚度为15nm；
e.配置含铂的反应液：将氯铂酸溶于适量异丙醇中配置成浓度为0.1mM的反应液；
f.将TiO2修饰的基底(d步骤)置于反应液(e)中，容器用聚苯乙烯透明薄膜封口，将反应液置于高压汞灯(提供紫外光)照射下，光源与反应容器的的距离为50cm，高压汞灯功率为500W，反应时间为90分钟；
g.反应完成后将对电极取出，用蒸馏水冲洗数次，然后放入80℃干烘4小时，待用。
所制备的对电极在电解液中测得的电子转移电阻(Rct)为8.50Ωcm2。所述电解液为碘化锂、碘、4-特丁基吡啶的三甲氧基丙腈混合液，其中，碘化锂、碘和4-特丁基吡啶的浓度分别为0.5M、0.02M和0.5M。
实施例5：制备载铂对电极
a.以柔性导电高分子薄膜ITO/PEN为基底制备载铂对电极，基底的厚度为100μm，透光率为80％，表面方块电阻为30Ω/□；
b.将基底依次用清洁剂溶液、丙酮、蒸馏水超声清洗5分钟，晾干后用胶带将其四周固定在旋涂仪上；
c.将50mM的钛酸四丁酯的异丙醇/正丁醇溶液(异丙醇/正丁醇体积比为5∶1)旋涂在导电基底上，旋转速度为2000转/分，时间为30S；
d.经c步骤处理的基底在100℃的烘箱中干烘30分钟，再在100℃的蒸馏水中煮2小时，然后在100℃的烘箱中干烘30分钟，得到TiO2修饰的基底，其中TiO2层的厚度为10nm；
e.配置含铂的反应液：将氯铂酸溶于适量甲醇中配置成浓度为0.2mM的反应液；
f.将TiO2修饰的基底(d步骤)置于反应液(e)中，容器用聚苯乙烯透明薄膜封口，将反应液置于高压汞灯(提供紫外光)照射下，光源与反应容器的的距离为20cm，高压汞灯功率为400W，反应时间为90分钟；
g.反应完成后将对电极取出，用蒸馏水冲洗数次，然后放入80℃干烘4小时，待用。
所制备的对电极在电解液中测得的对电极的电子转移电阻(Rct)为1.9Ωcm2。所述电解液为碘化锂、碘、4-特丁基吡啶的三甲氧基丙腈混合液，其中，碘化锂、碘和4-特丁基吡啶的浓度分别为0.5M、0.02M和0.5M。
实施例6：制备载铂对电极
a.以柔性导电高分子薄膜ITO/PEN为基底制备载铂对电极，基底的厚度为400μm，透光率为80％，表面方块电阻为50Ω/□；
b.将基底依次用清洁剂溶液、丙酮、蒸馏水超声清洗5分钟，晾干后用胶带将其四周固定在平板加热器上，平板加热器的温度为70℃；
c.将100mM的钛酸异丙酯的异丙醇/正丁醇溶液(异丙醇/正丁醇体积比为1∶2)自然铺展在基底上，晾干；
d.经c步骤处理的基底在100℃的烘箱中干烘30分钟，再在100℃的蒸馏水中煮2小时，然后在100℃的烘箱中干烘30分钟，得到TiO2修饰的基底，其中TiO2层的厚度为22nm；
e.配置含铂的反应液：将氯铂酸溶于适量乙醇中配置成浓度为0.5mM的反应液；
f.将TiO2修饰的基底(d步骤)置于反应液(e)中，容器用聚苯乙烯透明薄膜封口，将反应液置于高压汞灯(提供紫外光)照射下，光源与反应容器的的距离为10cm，高压汞灯功率为300W，反应时间为90分钟；
g.反应完成后将对电极取出，用蒸馏水冲洗数次，然后放入80℃干烘4小时，待用。
所制备的对电极在电解液中测得的对电极的电子转移电阻(Rct)为4.6Ωcm2。所述电解液为碘化锂、碘、4-特丁基吡啶的三甲氧基丙腈混合液，其中，碘化锂、碘和4-特丁基吡啶的浓度分别为0.5M、0.02M和0.5M。
实施例7：制备载铂对电极
a.以柔性导电高分子薄膜ITO/PEN为基底制备载铂对电极，基底的厚度为300μm，透光率为80％，表面方块电阻为15Ω/□；
b.将基底依次用清洁剂溶液、丙酮、蒸馏水超声清洗5分钟，晾干后用胶带将其四周固定在水平台上；
c.用玻璃棒将10mM的钛酸四丁酯的正丁醇溶液涂敷在导电基底上，空气中干燥；
d.经c步骤处理的基底在100℃的烘箱中干烘30分钟，再在100℃的蒸馏水中煮2小时，然后在100℃的烘箱中干烘30分钟，得到TiO2修饰的基底，其中TiO2层的厚度约为8nm；
e.配置含铂的反应液：将氯铂酸溶于适量异丙醇中配置成浓度为0.2mM的反应液；
f.将TiO2修饰的基底(d步骤)置于反应液(e)中，容器用聚苯乙烯透明薄膜封口，将反应液置于高压汞灯(提供紫外光)照射下，光源与反应容器的的距离为20cm，高压汞灯功率为300W，反应时间为60分钟；
g.反应完成后将对电极取出，用蒸馏水冲洗数次，然后放入80℃干烘4小时，待用。
所制备的对电极在电解液中测得的对电极的电子转移电阻(Rct)为0.66Ωcm2。所述电解液为碘化锂、碘、4-特丁基吡啶的三甲氧基丙腈混合液，其中，碘化锂、碘和4-特丁基吡啶的浓度分别为0.5M、0.02M和0.5M。
将上述制备的载铂电极应用于染料敏化太阳能电池(DSSC)中，并测所组装的电池的光电性能。具体方法为：将二氧化钛胶体涂覆于FTO导电玻璃基底上(FTO为氟参杂二氧化锡)，再进行450℃烧结得到厚度为15微米的二氧化钛薄膜，冷却后将其浸泡在5×10-4mol L-1N3(CIS-二硫氰酸基双(N，N′-2，2′-联吡啶-4，4′-二甲酸)钌染料的无水乙醇溶液中，吸附24小时；之后将电极取出用无水乙醇冲洗干净，晾干后作为工作电极；将所制备的光阳极，成分为碘化锂、碘、4-特丁基吡啶溶于三甲氧基丙腈中得到的电解液(其中碘化锂、碘和4-特丁基吡啶的浓度分别为0.5M、0.02M和0.5M)和所制备的载铂对电极封装成三明治结构的电池并用电化学工作站(Model 273，EG&G)在室温条件下进行测试。采用氙灯为光源并用标准硅电池校正光强，光照面积为0.2cm-2。填充因子(ff)是指在I-V曲线(如图1)中可获得最大输出功率的点上的电流电压乘积(Iopt*Vopt)与Isc*Voc(Isc为短路光电流，Voc为开路光电压)之比，它体现电池的输出功率随负载的变动特性。光电转换效率(η)则是Iopt*Vopt与输入的光功率Pin之比。由图1可知，Jsc(短路光电流密度)为15.2mA/cm2，Voc为715mV，计算得到填充因子(ff)为0.72，光电转换效率(η)为8.02％。
实施例8：制备载铂对电极
a.以柔性导电高分子薄膜ITO/PEN为基底制备载铂对电极，基底的厚度为300μm，透光率为80％，表面方块电阻为15Ω/□；
b.将基底依次用清洁剂溶液、丙酮、蒸馏水超声清洗5分钟，晾干后用胶带将其四周固定在旋涂仪上；
c.将质量浓度为0.5％的粒径12nm的二氧化钛正丁醇胶体旋涂在导电基底上，旋转速度为2000转/分，时间为20S；
d.经c步骤处理的基底在100℃的烘箱中干烘30分钟，再在100℃的蒸馏水中煮2小时，然后在100℃的烘箱中干烘30分钟，得到TiO2修饰的基底，其中TiO2层的厚度为65nm；
e.配置含铂的反应液：将氯铂酸溶于适量乙二醇中配置成浓度为0.4mM的反应液；
f.将TiO2修饰的基底(d步骤)置于反应液(e)中，容器用聚苯乙烯透明薄膜封口，将反应液置于高压汞灯(提供紫外光)照射下，光源与反应容器的的距离为20cm，高压汞灯功率为300W，反应时间为90分钟；
g.反应完成后将对电极取出，用蒸馏水冲洗数次，然后放入80℃干烘3小时，待用。
所制备的对电极在电解液中测得的对电极的电子转移电阻(Rct)为4.7Ωcm2。所述电解液为碘化锂、碘、4-特丁基吡啶的三甲氧基丙腈混合液，其中，碘化锂、碘和4-特丁基吡啶的浓度分别为0.5M、0.02M和0.5M。
实施例9：制备载铂对电极
a.以柔性导电高分子薄膜ITO/PEN为基底制备载铂对电极，基底的厚度为300μm，透光率为80％，表面方块电阻为30Ω/□；
b.将基底依次用清洁剂溶液、丙酮、蒸馏水超声清洗5分钟，晾干后用胶带将其两边固定在实验平台上；
c.用玻璃棒涂刮法将用溶胶-凝胶法制备的20％的TiO2胶体涂敷在基底上，然后将其放入100℃干烘4小时，得到TiO2修饰的基底，其中TiO2层的厚度为2000nm；
d.配置含铂的反应液：将氯铂酸溶于适量异丙醇中配置成浓度为5mM的反应液；
e.将TiO2修饰的基底(d步骤)置于反应液(e)中，容器用聚苯乙烯透明薄膜封口，将反应液置于高压汞灯(提供紫外光)照射下，光源与反应容器的的距离为20cm，高压汞灯功率为300W，反应时间为90分钟；
f.反应完成后将对电极取出，用蒸馏水冲洗数次，然后放入80℃干烘4小时，待用。
所制备的对电极在电解液中测得的对电极的电子转移电阻(Rct)为9.5Ωcm2。所述电解液为碘化锂、碘、4-特丁基吡啶的三甲氧基丙腈混合液，其中，碘化锂、碘和4-特丁基吡啶的浓度分别为0.5M、0.02M和0.5M。
实施例10：制备载铂对电极
a.以柔性导电高分子薄膜ITO/PEN为基底制备载铂对电极，基底的厚度为300μm，透光率为80％，表面方块电阻为15Ω/□；
b.将基底依次用清洁剂溶液、丙酮、蒸馏水超声清洗5分钟，晾干后用胶带将其固定在玻璃平板上；
c.将一定量商品化的TiO2粉末(P25，粒径约50nm)分散在叔丁醇中配成质量浓度5％的TiO2胶体，自然铺展到基底上，然后将其放入100℃干烘4小时，得到TiO2修饰的基底，其中TiO2层的厚度为800nm；
d.配置含铂的反应液：将氯铂酸适量异丙醇和水的混合液(异丙醇与水的比为2∶8)配置成浓度为2mM的反应液；
e.将TiO2修饰的基底(c步骤)置于反应液(d)中，容器用聚苯乙烯透明薄膜封口，将反应液置于高压汞灯(提供紫外光)照射下，反应液用磁力搅拌器轻缓搅拌，光源与反应容器的的距离为20cm，高压汞灯功率为300W，反应时间为120分钟；
f.反应完成后将对电极取出，用蒸馏水冲洗数次，然后放入80℃干烘4小时，待用。
所制备的对电极在电解液中测得的对电极的电子转移电阻(Rct)为4.2Ωcm2。所述电解液为碘化锂、碘、4-特丁基吡啶的三甲氧基丙腈混合液，其中，碘化锂、碘和4-特丁基吡啶的浓度分别为0.5M、0.02M和0.5M。
实施例11：制备载铂对电极
a.以薄钼片为基底制备载铂对电极，基底的厚度为300μm；
b.将基底依次用清洁剂溶液、丙酮、蒸馏水超声清洗5分钟，晾干；
c.TiO2胶体的制备：采用水热法制备粒径约为10nm的TiO2胶体，其中TiO2的质量百分比约为2％；
d.采用浸没-提拉法将TiO2转移到钼片基底上，再在空气中干燥30分钟，然后再次浸没-提拉，空气中干燥后在100℃烘箱中干燥4小时，得到TiO2修饰的基底，其中TiO2层的厚度为70nm；
e.配置含铂的反应液：将氯铂酸溶于适量异丙醇中配置成浓度为1.0mM的反应液；
f.将TiO2修饰的基底(d步骤)置于反应液(e)中，容器用聚苯乙烯透明薄膜封口，将反应液置于高压汞灯(提供紫外光)照射下，光源与反应容器的的距离为20cm，高压汞灯功率为300W，反应时间为90分钟；
g.反应完成后将对电极取出，用蒸馏水冲洗数次，然后放入80℃干烘6小时，待用.
所制备的对电极在电解液中测得的对电极的电子转移电阻(Rct)为4.2Ωcm2。所述电解液为碘化锂、碘、4-特丁基吡啶的三甲氧基丙腈混合液，其中，碘化锂、碘和4-特丁基吡啶的浓度分别为0.5M、0.02M和0.5M。
Claims (10)
1.一种制备柔性载铂对电极的方法，包括下述步骤：
1)将柔性基底上制备TiO2层，得到TiO2层修饰的柔性基底；
2)以铂盐为前驱体，溶解所述铂盐的醇溶剂为空穴捕获剂，在室温下采用紫外光原位还原法在所述TiO2层上沉积铂，得到柔性载铂对电极。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)中所述柔性基底为柔性导电高分子薄膜或金属片；所述柔性导电高分子薄膜的厚度为100μm～500μm，表面方块电阻为8Ω/□～100Ω/□；所述金属片的厚度为100μm～1000μm；
所述柔性导电高分子薄膜由聚合物薄膜及其上的透明氧化物导电层构成；所述聚合物薄膜优选由下述任意一种聚合物组成：聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚(萘二甲酸乙二醇酯)或聚酰亚胺，所述透明氧化物导电层优选由下述任意一种物质组成：掺杂的氧化锡、掺杂的氧化铟和掺杂的氧化锌；所述柔性导电高分子薄膜优选为镀锡掺杂氧化铟导电层的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜或镀锡掺杂氧化铟导电层的聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜；
所述金属片由下述至少一种金属组成：钛、钨、钼、钽和不锈钢。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤1)中所述TiO2层的厚度为1～2000nm；
步骤1)中所述在柔性基底上制备TiO2层的方法包括下述步骤：将钛醇盐溶液或TiO2胶体涂敷在柔性基底上，并进行相应的后处理，得到TiO2层修饰的柔性基底；
所述涂敷方法选自下述至少一种：旋涂法、玻璃棒涂敷、丝网印刷法和自然铺展法。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述钛醇盐溶液中的钛醇盐为钛酸四丁酯和/或钛酸异丙酯；所述钛醇盐溶液中钛醇盐的浓度为1mM～1000mM；所述钛醇盐溶液中的溶剂为异丙醇和正丁醇按照体积比0∶10～10∶0组成的溶剂；
制备所述TiO2胶体所用的二氧化钛的粒径为1nm～500nm，制备所述TiO2胶体所用的分散相选自下述至少一种：水、乙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇和乙二醇；
所述二氧化钛胶体中二氧化钛的质量含量为0.1％～20％。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于：所述将钛醇盐溶液涂敷在柔性基底上，所述后处理的方法为：将涂布钛醇盐溶液后的基底在100℃的烘箱中干烘30分钟，再在100℃的蒸馏水中煮1～4小时，然后在100℃的烘箱中干烘30分钟；
所述将TiO2胶体涂敷在柔性基底上，所述后处理的方法为：将涂布TiO2胶体后的基底在100℃的烘箱中干烘1-4小时。
6.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于：步骤2)中在所述TiO2层上沉积铂的方法包括下述步骤：将TiO2层修饰的柔性基底置于铂盐的醇溶液，在紫外灯照射下反应0.5～2小时，得到柔性载铂对电极；
其中，所述紫外灯的功率为100W～1000W，所述紫外灯所产生的紫外光的波长范围为320～400nm；
所述铂盐的醇溶液中铂盐的浓度为0.1mM～10mM；
所述铂盐为氯铂酸；所述醇选自下述至少一种：甲醇、乙醇、异丙醇和乙二醇。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤2)中在所述TiO2层上沉积铂的方法还包括将得到的柔性载铂对电极用蒸馏水冲洗，然后置于50～100℃烘箱中放置1～6小时的步骤。
8.权利要求1-7中任一项所述方法制备得到的柔性载铂对电极。
9.权利要求8所述的柔性载铂对电极在制备染料敏化太阳能电池中的应用。
10.一种染料敏化太阳能电池，包括对电极，其特征在于：所述对电极为权利要求8所述的柔性载铂对电极。
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