CN105977034A - 一种用于染料敏化太阳能电池的石墨烯复合硒、钴元素对电极的制备方法 - Google Patents
一种用于染料敏化太阳能电池的石墨烯复合硒、钴元素对电极的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105977034A CN105977034A CN201610528031.3A CN201610528031A CN105977034A CN 105977034 A CN105977034 A CN 105977034A CN 201610528031 A CN201610528031 A CN 201610528031A CN 105977034 A CN105977034 A CN 105977034A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- selenium
- cobalt
- graphene
- electrode
- dssc
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 38
- 239000011669 selenium Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 29
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 26
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 26
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 55
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims abstract description 53
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N hydrazine monohydrate Substances O.NN IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 7
- NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N (2s)-2,6-diaminohexanoic acid;(2s)-2-hydroxybutanedioic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O.NCCCC[C@H](N)C(O)=O NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N 0.000 claims abstract description 6
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 18
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 14
- UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate Chemical compound [Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910001981 cobalt nitrate Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 12
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 235000001727 glucose Nutrition 0.000 claims description 10
- OQUOOEBLAKQCOP-UHFFFAOYSA-N nitric acid;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O[N+]([O-])=O OQUOOEBLAKQCOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 claims description 6
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 6
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000002304 glucoses Chemical class 0.000 claims description 6
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 claims description 6
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 6
- 238000013329 compounding Methods 0.000 claims description 5
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims description 5
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 3
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 claims description 3
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 claims description 3
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 claims description 3
- 125000002791 glucosyl group Chemical group C1([C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O1)CO)* 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 abstract description 4
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 abstract 4
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 abstract 4
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 abstract 4
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 abstract 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract 1
- QGUAJWGNOXCYJF-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O QGUAJWGNOXCYJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910001429 cobalt ion Inorganic materials 0.000 abstract 1
- XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+) Chemical compound [Co+2] XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract 1
- 238000001382 dynamic differential scanning calorimetry Methods 0.000 abstract 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 abstract 1
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 abstract 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 abstract 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 abstract 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical compound C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/20—Light-sensitive devices
- H01G9/2022—Light-sensitive devices characterized by he counter electrode
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Abstract
本发明公开了一种以石墨烯薄膜为载体复合硒、钴离子制备用于染料敏化太阳能电池的对电极的制冰方法，该方法用石墨烯、硒单质、六水合硝酸钴作为原料，通过加入还原剂葡萄糖、水合肼、催化剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，在100度的温度下反应12 h，进而得到含有硒、钴元素的石墨烯薄膜对电极，产物用无水乙醇洗涤三次，室温晾干即可。反应容器是以聚四氟乙烯作为内胆的不锈钢反应釜，溶液浓度为5 mmol/L。该方法操作简单，反应时间短，可重复性好，成本较低，制备的得到的薄膜结构致密、元素分布均匀，可用于染料敏化太阳能电池对电极的工业化生产和技术推广。
Description
技术领域
本发明属于电化学技术领域，主要涉及一种用于染料敏化太阳能电池的石墨烯复合硒、钴元素对电极的制备方法。
背景技术：
染料敏化太阳能电池(DSSC)作为一种环境友好型、高效的新型太阳能电池，具有生产工艺简单、环境污染小、制备过程耗能小，对环境温度依赖小，成本低廉等优点，有着广阔的发展空间，它的商业化应用价值也日趋明显。
在染料敏化太阳能电池中，对电极是电池的正极，其主要作用是，接受电池外电路中的电子并将这些电子传递给电解液的氧化还原电子对。传统的染料敏化太阳能电池大多都是以Pt作为对电极，Pt是最佳的催化材料，然而Pt属于稀有金属、价格昂贵，大规模应用时必须要考虑价格因素对电池成本的影响。因此，开发一种来源丰富、低成本，转换效率较高的材料替代Pt来制备对电极是染料敏化太阳能电池器件的重要研究内容之一。
石墨烯（Graphene）是一种六角蜂窝状、二维平面结构的新型碳材料。自2004年被英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·杰姆和克斯特亚·诺沃消洛夫发现以来，其优异的光学、电学、力学等物理特性，以及广泛的应用前景，在材料科学领域引起了巨大的关注。例如，石墨烯具有非同寻常的导电性能，在石墨烯中，电子能够极为高效地迁移，传统的硅、铜等导体和半导体材料都远没有石墨烯表现得好。而且石墨烯具有超出钢铁数十倍的强度并兼具极好的透光性。石墨烯的出现有望在现代材料、化学、电子科技等领域引发新的变革，被称为“神奇材料”，有科学家甚至预言其将“彻底改变21世纪”。
石墨烯是一种单层二维材料，它可以卷曲制备出零维的富勒烯和一维的碳纳米管，也可以堆积成三维的石墨。在纳米电子器件、气体传感器、能量存储及复合材料等领域都有广泛的应用，因此一直引起科学界的广泛关注。又因近年来的研究发现石墨烯在热、电、磁、空间结构等特性的优良性质，使得石墨烯在太阳能电池、燃料电池等方面具有良好的应用前景。
许多研究发现：石墨烯的边缘位和石墨烯基面的电化学性质存在着明显的差异，石墨烯边缘位具有较高的电化学活性，而石墨烯基面是电化学惰性的。为了使石墨烯材料的催化活性提高，需要对其进行基面进行活性化，通过掺杂其它元素可以有效的控制其基面的电子结构，提高电导率。因此，活化石墨烯基面，提高石墨烯电催化活性的有效途径之一。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种操作方法简单，成本低、时间短、对环境友好、无繁琐的后续处理，只需将各种原料按比例加入具有聚四氟乙烯内胆的不锈钢反应釜中，反应12小时取出产品，用无水乙醇清洗数次，室温条件下晾干即可，所得的产品表面分布均匀，重复性较好，致密度较高的优点的将该复合的石墨烯/钴、硒材料应用为染料敏化太阳能电池对电极的制备材料的方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种用于染料敏化太阳能电池的石墨烯复合硒、钴元素对电极的制备方法通过水热还原的方法在导电玻璃基底上制备石墨烯/钴、硒元素复合薄膜的对电极，该对电极用于染料敏化太阳能电池器件的对电极；
一种用于染料敏化太阳能电池的石墨烯复合硒、钴元素对电极的制备方法，以石墨烯、钴盐、单质硒为主要原料，并加入还原剂以及PVP催化剂，制备石墨烯/钴、硒元素复合对电极，其制备的具体步骤为：
1）称取0.291 g六水合硝酸钴，加适量的水搅拌溶解，配制成200 ml 5 mmol/L的硝酸钴溶液；
2）量取 5ml的5 mM的硝酸钴溶液倒入小烧杯，分别称取0.004 g石墨烯和0.004 g硒粉倒入小烧杯中，然后在烧杯中加入1 mg PVP，接着称取9.9 mg葡萄糖加入小烧杯中；之后在小烧杯中加入2 ml水合肼，放入磁子后，将混合溶液放在磁力搅拌器上搅拌20分钟；
3）在高压反应釜内倾斜放置FTO或ITO导电玻璃，然后把已经搅拌均匀的溶液加入反应釜内，用去离子水定容至反应釜容积的3/4，拧紧反应釜，将反应釜转移到恒温鼓风干燥箱中水热反应12 h；反应结束后，取出导电玻璃片，并用无水乙醇清洗干净，晾干。
所述在石墨烯薄膜上吸附的钴、硒元素，所用原料摩尔比为n(Se):n(C):n(Co(NO3)2)
=2:2:1；
所述复合对电极的主要成分为石墨烯、钴元素和硒元素；
所述反应溶剂为水合肼，还原剂为葡萄糖或抗坏血酸；
所述水热反应温度为100~150 ℃。
积极有益效果：本发明操作方法简单，成本低、时间短、对环境友好、无繁琐的后续处理，只需将各种原料按比例加入具有聚四氟乙烯内胆的不锈钢反应釜中，反应12小时取出产品，用无水乙醇清洗数次，室温条件下晾干即可，所得的产品表面分布均匀，重复性较好，致密度较高的优点，并且该对电极应用于染料敏化太阳能电池获得良好效果，可替代贵金属铂电极。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明做进一步的说明：
本发明提供了一种用于染料敏化太阳能电池中石墨烯/钴、硒元素复合对电极的制备方法，通过控制石墨烯及掺杂元素的比例用量，使之符合使用要求。提供一种既简便又能制备出电催化性能优良的用于染料敏化太阳能电池的掺杂有钴、硒元素的石墨烯复合薄膜对电极的化学方法。本方法采用氧化石墨烯、葡萄糖、水合肼、六水合硝酸钴、硒单质、导电玻璃（FTO或ITO），经过水热法即可制备出含有钴、硒元素的石墨烯薄膜电极材料。
一种用于染料敏化太阳能电池的石墨烯复合硒、钴元素对电极的制备方法，以石墨烯、钴盐、单质硒为主要原料，并加入还原剂以及PVP催化剂，制备石墨烯/钴、硒元素复合对电极，其制备的具体步骤为：
1）称取0.291 g六水合硝酸钴，加适量的水搅拌溶解，配制成200 ml 5 mmol/L的硝酸钴溶液；
2）量取 5ml的5 mM的硝酸钴溶液倒入小烧杯，分别称取0.004 g石墨烯和0.004 g硒粉倒入小烧杯中，然后在烧杯中加入1 mg PVP，接着称取9.9 mg葡萄糖加入小烧杯中；之后在小烧杯中加入2 ml水合肼，放入磁子后，将混合溶液放在磁力搅拌器上搅拌20分钟；
3）在高压反应釜内倾斜放置FTO或ITO导电玻璃，然后把已经搅拌均匀的溶液加入反应釜内，用去离子水定容至反应釜容积的3/4，拧紧反应釜，将反应釜转移到恒温鼓风干燥箱中水热反应12 h；反应结束后，取出导电玻璃片，并用无水乙醇清洗干净，晾干。
所述在石墨烯薄膜上吸附的钴、硒元素，所用原料摩尔比为n(Se):n(C):n(Co(NO3)2)
=2:2:1；
所述复合对电极的主要成分为石墨烯、钴元素和硒元素；
所述反应溶剂为水合肼，还原剂为葡萄糖或抗坏血酸；
所述水热反应温度为100~150 ℃。
实施例
1
1、称取0.291 g六水合硝酸钴，加适量的水搅拌溶解，配制成200 ml 5 mmol/L的硝酸钴溶液。
2、量取5 ml的5 mM的硝酸钴溶液倒入小烧杯，分别称取0.004 g石墨烯和0.004 g硒粉倒入小烧杯中，然后在烧杯中加入1 mg PVP，接着称取9.9 mg葡萄糖加入小烧杯中；之后在小烧杯中加入2 ml水合肼，放入磁子后，将混合溶液放在磁力搅拌器上搅拌20分钟。
3、在高压反应釜内倾斜放置导电玻璃(FTO或ITO)，然后把已经搅拌均匀的溶液加入反应釜内，用去离子水定容至反应釜容积的3/4，拧紧反应釜，将反应釜转移到恒温鼓风干燥箱中100℃水热反应12 h。反应结束后，取出导电玻璃片，并用无水乙醇清洗干净，晾干。
实施例
2
1、称取0.291 g六水合硝酸钴，加适量的水搅拌溶解，配制成200 ml 5 mmol/L的硝酸钴溶液。
2、量取5 ml的5 mM的硝酸钴溶液倒入小烧杯，分别称取0.008 g石墨烯和0.004 g硒粉倒入小烧杯中，然后在烧杯中加入2 mg PVP，接着称取20 mg葡萄糖加入小烧杯中；之后在小烧杯中加入4 ml水合肼，放入磁子后，将混合溶液放在磁力搅拌器上搅拌20分钟。
3、在高压反应釜内倾斜放置导电玻璃(FTO或ITO)，然后把已经搅拌均匀的溶液加入反应釜内，用去离子水定容至反应釜容积的3/4，拧紧反应釜，将反应釜转移到恒温鼓风干燥箱中120℃水热12 h。反应结束后，取出导电玻璃片，并用无水乙醇清洗干净，晾干。
实施例
3
1、称取0.291 g六水合硝酸钴，加适量的水搅拌溶解，配制成200 ml 5 mmol/L的硝酸钴溶液。
2、量取10 ml的5 mM的硝酸钴溶液倒入小烧杯，分别称取0.008 g石墨烯和0.008 g硒粉倒入小烧杯中，然后在烧杯中加入4 mg PVP，接着称取20 mg葡萄糖加入小烧杯中；之后在小烧杯中加入4 ml水合肼，放入磁子后，将混合溶液放在磁力搅拌器上搅拌20分钟。
3、在高压反应釜内倾斜放置导电玻璃(FTO或ITO)，然后把已经搅拌均匀的溶液加入反应釜内，用去离子水定容至反应釜容积的3/4，拧紧反应釜，将反应釜转移到恒温鼓风干燥箱中150℃水热12 h。反应结束后，取出导电玻璃片，并用无水乙醇清洗干净，晾干。
本发明操作方法简单，成本低、时间短、对环境友好、无繁琐的后续处理，只需将各种原料按比例加入具有聚四氟乙烯内胆的不锈钢反应釜中，反应12小时取出产品，用无水乙醇清洗数次，室温条件下晾干即可，所得的产品表面分布均匀，重复性较好，致密度较高的优点，并且该对电极应用于染料敏化太阳能电池获得良好效果，可替代贵金属铂电极。
以上实施案例仅用于说明本发明的优选实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代及改进等，均应视为本申请的保护范围。
Claims (5)
1.一种用于染料敏化太阳能电池的石墨烯复合硒、钴元素对电极的制备方法，其特征在于：以石墨烯、钴盐、单质硒为主要原料，并加入还原剂以及PVP催化剂，制备石墨烯/钴、硒元素复合对电极，其制备的具体步骤为：
1）称取0.291 g六水合硝酸钴，加适量的水搅拌溶解，配制成200 ml 5 mmol/L的硝酸钴溶液；
2）量取 5ml的5 mM的硝酸钴溶液倒入小烧杯，分别称取0.004 g石墨烯和0.004 g硒粉倒入小烧杯中，然后在烧杯中加入1 mg PVP，接着称取9.9 mg葡萄糖加入小烧杯中；之后在小烧杯中加入2 ml水合肼，放入磁子后，将混合溶液放在磁力搅拌器上搅拌20分钟；
3）在高压反应釜内倾斜放置FTO或ITO导电玻璃，然后把已经搅拌均匀的溶液加入反应釜内，用去离子水定容至反应釜容积的3/4，拧紧反应釜，将反应釜转移到恒温鼓风干燥箱中水热反应12 h；反应结束后，取出导电玻璃片，并用无水乙醇清洗干净，晾干。
2.根据权利要求1所述的一种用于染料敏化太阳能电池的石墨烯复合硒、钴元素对电极的制备方法，其特征在于：所述在石墨烯薄膜上吸附的钴、硒元素，所用原料摩尔比为n(Se):n(C):n(Co(NO3)2) =2:2:1。
3.根据权利要求1所述的一种用于染料敏化太阳能电池的石墨烯复合硒、钴元素对电极的制备方法，其特征在于：所述复合对电极的主要成分为石墨烯、钴元素和硒元素。
4.根据权利要求1所述的一种用于染料敏化太阳能电池的石墨烯复合硒、钴元素对电极的制备方法，其特征在于：所述反应溶剂为水合肼，还原剂为葡萄糖或抗坏血酸。
5.根据权利要求1所述的一种用于染料敏化太阳能电池的石墨烯复合硒、钴元素对电极的制备方法，其特征在于：所述水热反应温度为100~150 ℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610528031.3A CN105977034A (zh) | 2016-07-07 | 2016-07-07 | 一种用于染料敏化太阳能电池的石墨烯复合硒、钴元素对电极的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610528031.3A CN105977034A (zh) | 2016-07-07 | 2016-07-07 | 一种用于染料敏化太阳能电池的石墨烯复合硒、钴元素对电极的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105977034A true CN105977034A (zh) | 2016-09-28 |
Family
ID=56954630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610528031.3A Pending CN105977034A (zh) | 2016-07-07 | 2016-07-07 | 一种用于染料敏化太阳能电池的石墨烯复合硒、钴元素对电极的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105977034A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107694565A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-02-16 | 上海泰坦科技股份有限公司 | 一种石墨烯气凝胶贵金属催化剂的制备方法 |
| CN108376612A (zh) * | 2018-01-24 | 2018-08-07 | 复旦大学 | 染料敏化太阳能电池用石墨烯/硒化镍对电极的制备方法 |
| CN108987117A (zh) * | 2018-07-04 | 2018-12-11 | 阜阳师范学院 | CoSe2电催化材料的制备方法及其在双面准固态染料敏化太阳能电池中的应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100012176A1 (en) * | 2008-07-15 | 2010-01-21 | Lawrence Curtin | Dye Doped Graphite Graphene Solar Cell on Aluminum |
| CN102915851A (zh) * | 2012-11-14 | 2013-02-06 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 一种基于硒化物的染料敏化太阳能电池对电极 |
| CN104383943A (zh) * | 2014-09-16 | 2015-03-04 | 安徽大学 | 一种高效催化对硝基苯酚氢化还原催化剂的制备方法 |
-
2016
- 2016-07-07 CN CN201610528031.3A patent/CN105977034A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100012176A1 (en) * | 2008-07-15 | 2010-01-21 | Lawrence Curtin | Dye Doped Graphite Graphene Solar Cell on Aluminum |
| CN102915851A (zh) * | 2012-11-14 | 2013-02-06 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 一种基于硒化物的染料敏化太阳能电池对电极 |
| CN104383943A (zh) * | 2014-09-16 | 2015-03-04 | 安徽大学 | 一种高效催化对硝基苯酚氢化还原催化剂的制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 刘学文: ""二硒化铁/还原氧化石墨烯的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用"", 《物理学报》 * |
| 宫峰: ""染料敏化太阳能电池新型对电极材料的制备和研究"", 《中国博士学位论文全文数据库（电子期刊）工程科技II辑》 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107694565A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-02-16 | 上海泰坦科技股份有限公司 | 一种石墨烯气凝胶贵金属催化剂的制备方法 |
| CN107694565B (zh) * | 2017-10-30 | 2020-08-11 | 上海泰坦科技股份有限公司 | 一种石墨烯气凝胶贵金属催化剂的制备方法 |
| CN108376612A (zh) * | 2018-01-24 | 2018-08-07 | 复旦大学 | 染料敏化太阳能电池用石墨烯/硒化镍对电极的制备方法 |
| CN108987117A (zh) * | 2018-07-04 | 2018-12-11 | 阜阳师范学院 | CoSe2电催化材料的制备方法及其在双面准固态染料敏化太阳能电池中的应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yu et al. | Deep eutectic solvents as a green toolbox for synthesis | |
| Chu et al. | Efficient electrocatalytic nitrogen fixation on FeMoO4 nanorods | |
| Lu et al. | N, B-codoped defect-rich graphitic carbon nanocages as high performance multifunctional electrocatalysts | |
| Chen et al. | 3D nitrogen‐anion‐decorated nickel sulfides for highly efficient overall water splitting | |
| Liang et al. | Oxygen reduction electrocatalyst based on strongly coupled cobalt oxide nanocrystals and carbon nanotubes | |
| Lin et al. | Ultrafine nano 1T-MoS2 monolayers with NiOx as dual co-catalysts over TiO2 photoharvester for efficient photocatalytic hydrogen evolution | |
| Yan et al. | Interface engineering of a 2D-C3N4/NiFe-LDH heterostructure for highly efficient photocatalytic hydrogen evolution | |
| Sui et al. | Investigation on C–TiO2 nanotubes composite as Pt catalyst support for methanol electrooxidation | |
| Yu et al. | Facile synthesis of urchin-like NiCo2O4 hollow microspheres with enhanced electrochemical properties in energy and environmentally related applications | |
| Ikram et al. | Facile hydrothermal synthesis of nickel tungstate (NiWO4) nanostructures with pronounced supercapacitor and electrochemical sensing activities | |
| Liao et al. | Hierarchical porous NiO as a noble-metal-free cocatalyst for enhanced photocatalytic H 2 production of nitrogen-deficient gC 3 N 4 | |
| CN110783577A (zh) | 一种铂镍钴合金@碳纳米管复合材料、其制备和应用 | |
| Lee et al. | Enzymatic fuel cells based on electrodeposited graphite oxide/cobalt hydroxide/chitosan composite–enzymeelectrode | |
| Xiao et al. | Synthesizing nanoparticles of Co-P-Se compounds as electrocatalysts for the hydrogen evolution reaction | |
| Yun et al. | Mo2C-based binary and ternary nanocomposites as high-efficiency counter electrodes for dye-sensitized solar cells | |
| Cardoso et al. | Modification of C, O, and N groups for oxygen reduction reaction on an electrochemically stabilized graphene nanoribbon surface | |
| CN110643637B (zh) | Cu2O/RGO@SW无机/生物杂合光催化剂的制备方法及其应用 | |
| Li et al. | Two-dimensional layered SnO2 nanosheets for ambient ammonia synthesis | |
| Tan et al. | Highly polymerized wine-red carbon nitride to enhance photoelectrochemical water splitting performance of hematite | |
| Trindade Soares et al. | Self-recharging reduced graphene oxide-prussian blue electrodes for transparent batteries | |
| CN107321372A (zh) | CoS纳米颗粒/N掺杂RGO析氢复合材料的制备方法 | |
| CN105977034A (zh) | 一种用于染料敏化太阳能电池的石墨烯复合硒、钴元素对电极的制备方法 | |
| Yang et al. | Photoelectrocatalytic reduction of CO2 into formic acid using WO3–x/TiO2 film as novel photoanode | |
| Ren et al. | Ultrathin, Porous and Oxygen Vacancies‐Enriched Ag/WO3− x Heterostructures for Electrocatalytic Hydrogen Evolution | |
| Jaswal et al. | Rice husk-derived silicon nanostructured anode to enhance power generation in microbial fuel cell treating distillery wastewater |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160928 |