专利名称：一种染料敏化太阳能电池储能电极的制备方法
技术领域：
本发明涉及导电聚合物以及新型太阳能电池的技术领域，属于新材料技术以及新 能源技术领域。
背景技术：
染料敏化太阳能电池作为一种新型的太阳能电池，因其具有制备工艺简单、光电 转换效率较高、制作成本较低而引起人们的广泛关注。然而在无光的条件下，染料敏化太阳 能电池是不能正常工作的。因此，储能型染料敏化太阳能电池的研制成为了热点之一，而目 前还没有在两电极体系下染料敏化太阳能电池的储能电极的制备方法的相关报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可储能的染料敏化太阳能电池的对电极的制备方法， 使电池在光照时正常工作的同时，又可以储存能量，使其在无光时可以正常工作。制作方法 简单，成本较低，所制作的电池性能良好，具有有益的实用价值。利用粉体涂覆的方法在染料敏化太阳能电池的Pt电极上涂覆一层导电聚合物的 薄膜，厚度范围为15-100 μ m,经干燥处理后组装成染料敏化太阳能电池，用电化学工作站 测试其性能。上述导电聚合物为掺杂后的聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯以及它们衍生物中的一种或 多种的混合物。分散导电聚合物所用的溶剂为乙醇、松油醇、异丙醇、萘酚中的一种或多种的混合 物。具体技术方案如下
本发明的一种染料敏化太阳能电池的对电极的制备方法
1)在导电聚合物中加入质量分数为5%-15%聚对苯乙烯磺酸或者盐酸的水溶液进 行掺杂，加入量以浸没导电聚合物为宜，浸泡时间为lh-10h，然后进行干燥，干燥温度为 800C -100°C，干燥时间为60min-120min，然后在掺杂好的导电聚合物中加入乙醇、松油醇、 异丙醇或萘酚中的一种或者几种的混合物，其中掺杂好的导电聚合物在整个体系只能够的 质量分数为20%-50%，滴加聚四氟乙烯粘结剂，使其在体系中的质量分数为1%-5%，超声振 荡30min-60min，静置备用；
2)将胶带Pt片固定，用滴管将步骤1)的溶液滴加Pt片上，涂覆分散均勻，然后80°C 干燥10min-30min后取出，重复操作，得到涂覆厚度为15-100 μ m储能电极。再次，组装电池，所用电解液为常规光敏化电池的电解液，光阳极为TiO2薄膜，测 试条件在为lOOmW/cm2的光强，AMI. 5的条件下照射十分钟，计算机记录数据，并计算结果。通过本方法可以使染料敏化太阳能电池在光照的情况下进行储能，同时并不影响 其正常工作，而在无光时可以释放能量，从而实现染料敏化太阳能电池的储能过程。
具体实施例方式实施例1:
首先，将商品化的0. 5g的聚噻吩的衍生物聚3. 4- 二氧乙撑噻吩置于5%的聚对苯乙烯 磺酸水溶液中浸泡Ih取出，80°C干燥lh，然后将掺杂后的聚3. 4- 二氧乙撑噻吩置于乙醇、 萘酚的混合溶液中，其中乙醇与萘酚的体积比例为20:1，使得掺杂后的聚3. 4-二氧乙撑噻 吩固含量为20%，同时滴加聚四氟乙烯粘结剂，使其在溶液中的质量分数为1%，并将混合溶 液超声振荡30min后静置备用；
其次，将Pt片固定，用滴管滴加少量的涂覆液于Pt上，用玻璃棒使其分散均勻，然后 80°C干燥IOmin后取出，并不断重复操作，将得到涂覆厚度为15 μ m的储能电极；
再次，组装电池，所用电解液为常规光敏化电池的电解液，光阳极为TiO2薄膜，测试条 件在为lOOmW/cm2的光强，AMI. 5的条件下照射十分钟，计算机记录数据。光照时，开路电压 为658mV，短路电流密度为1. 6mA/cm2,填充因子为0. 552，总的光电转化效率为0. 56%。经计算可得，光照IOmin后，移走光源，放电量达到了 5. 6C/m2。实施例2:
首先，将0. 3g商品化的聚苯胺置于10%的盐酸浸泡5h，取出90°C干燥90min，然后将掺 杂后的聚苯胺置于异丙醇、萘酚的混合溶液中，其中异丙醇与萘酚的体积比为15:1，使得掺 杂后的聚苯胺固含量为30%，同时滴加聚四氟乙烯粘结剂，使其在体系中的质量分数为3%， 并将混合溶液超声振荡40min后静置备用；
其次，将Pt片固定，用滴管滴加少量的涂覆液于Pt上，用玻璃棒使其分散均勻，然后 80°C干燥IOmin后取出，并不断重复操作，将得到厚度为50 μ m的储能电极；
再次，组装电池，所用电解液为常规光敏化电池的电解液，光阳极为TiO2薄膜，测试条 件在为lOOmW/cm2的光强，AMI. 5的条件下照射十分钟，计算机记录数据。光照时，开路电压 为662mV，短路电流密度为2. ImA/cm2,填充因子为0. 555，总的光电转化效率为0. 71%。经计算可得，光照IOmin后，移走光源，放电量达到了 7. 2C/m2。实施例3:
首先，将商品化的0. Sg的聚吡咯置于15%的聚对苯乙烯磺酸浸泡10h，取出100°C干燥 2h，然后将掺杂后的聚吡咯置于异丙醇、萘酚的混合溶液中，其中异丙醇与萘酚的体积比为 25:1，使得掺杂后的聚吡咯在整个体系中的固含量为50%，同时滴加聚四氟乙烯粘结剂，使 其在体系中的质量分数为5%，并将混合溶液超声振荡Ih后静置备用；
其次，将Pt片固定，用滴管滴加少量的涂覆液于Pt上，用玻璃棒使其分散均勻，然后 80°C干燥IOmin后取出，并不断重复操作，将得到厚度为100 μ m的储能电极；
再次，组装电池，所用电解液为常规光敏化电池的电解液，光阳极为TiO2薄膜，测试条 件在为lOOmW/cm2的光强，AMI. 5的条件下照射十分钟，计算机记录数据。光照时，开路电压 为678mV，短路电流密度为2. 5mA/cm2,填充因子为0. 562，总的光电转化效率为0. 84%。经计算可得，光照IOmin后，移走光源，放电量达到了 10C/m2。
权利要求
一种染料敏化太阳能电池的对电极的制备方法，其特征是1)在导电聚合物中加入质量分数为5% 15%聚对苯乙烯磺酸或者盐酸的水溶液进以行掺杂，加入的溶液体积以浸没导电聚合物为宜，浸泡时间为1h 10h，然后进行干燥，干燥温度为80℃ 100℃，干燥时间为60min 120min，然后在掺杂好的导电聚合物中加入乙醇、松油醇、异丙醇或萘酚中的一种或者几种的混合物，其中掺杂好的导电聚合物在整个体系中的质量分数为20% 50%，滴加聚四氟乙烯粘结剂,使其在体系中的质量分数为1% 5%，超声振荡30min 60min，静置备用；2)将胶带Pt片固定，用滴管将步骤1)的溶液滴加Pt片上，涂覆分散均匀，然后80℃干燥10min 30min后取出，重复操作，得到涂覆厚度为15 100μm的储能电极。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征是所述的导电聚合物为聚噻吩、聚苯胺、聚吡 咯或他们的衍生物。
全文摘要
本发明涉及一种染料敏化太阳能电池的对电极的制备方法，在导电聚合物中加入质量分数为5%-15%聚对苯乙烯磺酸或者盐酸的水溶液进行掺杂，加入量以浸没导电聚合物为宜，浸泡、干燥，然后在掺杂好的导电聚合物中加入乙醇、松油醇、异丙醇或萘酚中的一种或者几种的混合物，其中掺杂好的导电聚合物在体系中的质量分数为20%-50%，滴加聚四氟乙烯粘结剂，超声振荡30min-60min，静置备用；用胶带将Pt片固定，用滴管将溶液滴加Pt片上，涂覆分散均匀，然后80℃干燥10min-30min后取出，重复操作，得到涂覆厚度为15-100μm储能电极。通过本方法可以使染料敏化太阳能电池在光照的情况下进行储能，同时并不影响其正常工作，而在无光时可以释放能量，从而实现染料敏化太阳能电池的储能过程。
文档编号H01G9/04GK101923958SQ20101027566
公开日2010年12月22日 申请日期2010年9月8日 优先权日2010年9月8日
发明者单忠强, 李杨, 田建华 申请人:天津大学