专利名称：一种用于染料敏化太阳电池的对电极的制作方法
技术领域：
—种用于染料敏化太阳电池的对电极技术领域[0001]本实用新型涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种用于染料敏化太阳电池的对电极。
背景技术：
[0002]近年来，由于金属纳米颗粒具有独特的光学、电学、磁学，以及催化等特性，使得金属纳米颗粒表面吸附成为了研究热点之一。对电极作为DSCs的重要组件，通常是将Pt薄膜吸附在导电基底上。对电极的主要作用是将外部电子传输到具有氧化还原电对的电解质中，同时对氧化还原电对的还原过程起到催化作用。[0003]DSCs的研究目前集中在以下几个方面电子传输过程的理论分析和模型建立，电子传输过程的理论分析和，电子传输过程的理论分析和模型建立，电解质的固态化替代等。 在DSCs对电极方面的研究比较少。传统DSCs对电极的制备通常是采用化学热分解的方法， 将配制好的氯钼酸溶液均匀的涂覆在导电玻璃基底上，在420°C下恒温30 min,之后自然冷却到80°C，形成具有良好导电和镜面特征的钼电极。或者通过射频磁控溅射的方法低温制备具有不同厚度的Pt对电极。[0004]虽然Pt对提高DSCs的效率作用明显，但是由于Pt是贵金属，储量有限，价格昂贵，不易广泛推广使用。于是，寻求一种价格低廉，催化性能效果优异的Pt替代材料成·为了本行业亟待解决的问题。[0005]故针对现有技术存在的问题，本案设计人凭借从事此行业多年的经验，积极研究改良，于是有了实用新型一种用于染料敏化太阳电池的对电极。实用新型内容[0006]本实用新型是针对现有技术中，传统的柔性载Pt对电极储量有限，价格昂贵，不易广泛推广使用等缺陷提供一种用于染料敏化太阳电池的对电极。[0007]本实用新型的又一目的是针对现有技术中，传统的柔性载Pt对电极储量有限，价格昂贵，不易广泛推广使用等缺陷提供一种具有该对电极的染料敏化太阳电池。[0008]为了解决上述问题，本实用新型提供一种用于染料敏化太阳电池的对电极，所述用于染料敏化太阳电池的对电极包括具有透明导电氧化物的基底，以及设置在所述具有透明导电氧化物的基底上的介孔碳负载的碳化物。[0009]可选的，所述碳化物为碳化钒、碳化钛、碳化锆、碳化铌、碳化铬、碳化钥、碳化钨中的一种或者其混合物。[0010]可选的，所述具有透明导电氧化物的基底为Glass/FT0、Glass/IT0、PEN/IT0、PET/ IT0、PEN/AZ0、PET/AZ0、PEN/FT0、PET/FT0中的一种，或者具有导电特性的高分子材料，或者为金属衬底透明导电氧化物基底。[0011]可选的，所述介孔碳为网状结构。[0012]为实现本实用新型的又一目的，本实用新型提供一种染料敏化太阳电池，所述染料敏化太阳电池具有本实用新型所述的对电极。[0013]综上所述，本实用新型所述的染料敏化太阳电池低成本对电极不仅可提高DSCs 的光电转换效率，而且价格低廉，制备简单，是一种潜在的Pt对电极替代产品。
[0014]图1所示为本实用新型用于染料敏化太阳电池的对电极的结构示意图图；[0015]图2所示为本实用新型介孔碳负载的碳化钒的XRD图谱[0016]图3所示为本实用新型介孔碳负载的碳化钒的SM图谱[0017]图4所示为具有本实用新型所述低成本对电极的染料敏化太阳电池的光电转换效率图谱。
具体实施方式
[0018]为详细说明本实用新型创造的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。[0019]请参阅图1，图1所示为本实用新型染料敏化太阳电池的低成本对电极的结构示意图。所述用于染料敏化太阳电池的对电极I包括具有透明导电氧化物的基底10，所述具有透明导电氧化物的基底 10 优选的为 Glass/FT0、Glass/IT0、PEN/IT0、PET/IT0、PEN/AZ0、 PET/AZ0、PEN/FT0、PET/FT0中的一种，或者具有导电特性的高分子材料，或者为金属衬底透明导电氧化物基底；介孔碳负载的碳化物11，所述介孔碳负载的碳化物11设置在所述具有透明导电氧化物的基底10上，所述碳化物为碳化钒、碳化钛、碳化锆、碳化铌、碳化铬、碳化钥、碳化钨中的一种或者其混合物。[0020]在本实用新型中，以介孔碳负载的碳化钒为例进行阐述，不应视为对本实用新型方案的限制。所述介孔碳负载碳化钒的制备方法包括第一、将2. 5g的F127溶于30 mL乙醇溶液中，搅拌直至完全溶解；第二、加入1. 65 g间苯二酹,0. 5mL乙酸,搅拌30 min ;第三、 加入O. 5 V0C13，搅拌30 min ;第四、加入3ml甲醛，搅拌30 min ;第五、将所得胶状液体在 80°C恒温3天；第六、在1100 °C烧结5 h，既得本实用新型所述的介孔碳负载的碳化钒。[0021]请参阅图2，图2所示为本实用新型介孔碳负载的碳化钒的XRD图谱。其中，23. 6° 出现的衍射峰对应着介孔碳。其它分别位于37. 28° ,43. 38° ,63. 14° ,75. 80° ,79. 86° 的五个衍射峰对应碳化钒。[0022]请参阅图3，图3所示为本实用新型介孔碳负载的碳化钒的SM图谱。从图3可知，所述灰色网状结构为介孔碳，镶嵌在其中的白色立方体为碳化钒。[0023]为获得本实用新型所述的低成本对电极1，所述低成本对电极I的制备方法进一步包括第一、取500mg的所述介孔碳负载的碳化钒，并加入4mL的异丙醇中，超声分散 30min制成浆料；第二、将制备的浆料喷枪均匀的喷涂在FTO导电玻璃上；第三、在氮气氛围下，500°C烧结30分钟，制成本发明所述的低成本对电极。[0024]进一步的，本实用新型包括一种具有所述低成本对电极的染料敏化太阳电池，所述染料敏化太阳电池的制备包括[0025]第一、 光阳极的制作；在FTO导电玻璃上，用刮涂法将二氧化钛浆料制备成Ti02薄膜，500°C烧结30分钟，冷却至80°C，在钌染料N719中浸泡16小时，制作成光阳极。[0026]第二、电解液为含有Ι3_/Γ的乙腈溶液。[0027]第三、对电极为本实用新型所述介孔碳负载的碳化钒对电极。[0028]第四、将上述制作的光阳极，对电极进行组装，用沙林膜封装，然后在在中间夹层注入电解液，组装成染料敏化太阳能电池电池。请参阅图4，图4所示为具有本实用新型所述低成本对电极的染料敏化太阳电池的光电转换效率图谱。其中，方形代表以Pt为对电极的染料敏化太阳能电池的1-V曲线，圆形代表以介孔碳负载的碳化钒为对电极的染料敏化太阳能电池的1-V曲线。如表I所示， 以介孔碳负载的碳化钒为对电极的电池的开路电压与填充因子都比相应的以Pt对电极的电池的高。同时，以介孔碳负载的碳化钒为对电极的电池的光电转换效率优于以Pt对电极的电池的。综上所述，本实用新型所述的用于染料敏化太阳电池的对电极不仅可提高DSCs 的光电转换效率，而且价格低廉，制备简单，是一种潜在的Pt对电极替代产品。[0030]本领域技术人员均应了解，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可以对本实用新型进行各种修改和变型。因而，如果任何修改或变型落入所附权利要求书及等同物的保护范围内时，认为本实用新型涵盖这些修改和变型。
权利要求1.一种用于染料敏化太阳电池的对电极，其特征在于，所述对电极包括具有透明导电氧化物的基底，以及设置在所述具有透明导电氧化物的基底上的介孔碳负载的碳化物。
2.如权利要求1所述的用于染料敏化太阳电池的对电极，其特征在于，所述碳化物为碳化钒、碳化钛、碳化锆、碳化铌、碳化铬、碳化钥、碳化钨中的一种或者其混合物。
3.如权利要求1所述的用于染料敏化太阳电池的对电极，其特征在于，所述具有透明导电氧化物的基底为 Glass/FTO、Glass/ITO、PEN/1 TO, PET/ITO、PEN/AZO、PET/AZO、PEN/FT0、PET/FT0中的一种，或者具有导电特性的高分子材料，或者为金属衬底透明导电氧化物基底。
4.如权利要求1所述的染料敏化太阳电池的对电极，其特征在于，所述介孔碳为网状结构。
5.一种染料敏化太阳电池，其特征在于，所述染料敏化太阳电池具有如权利要求1所述的对电极。
专利摘要一种用于染料敏化太阳电池的对电极，包括具有透明导电氧化物的基底，以及设置在所述具有透明导电氧化物的基底上的介孔碳负载的碳化物。所述碳化物为碳化钒、碳化钛、碳化锆、碳化铌、碳化铬、碳化钼、碳化钨中的一种或者其混合物。所述具有透明导电氧化物的基底为Glass/FTO、Glass/ITO、PEN/ITO、PET/ITO、PEN/AZO、PET/AZO、PEN/FTO、PET/FTO中的一种，或者具有导电特性的高分子材料，或者为金属衬底透明导电氧化物基底。本实用新型所述的染料敏化太阳电池低成本对电极不仅可提高DSCs的光电转换效率，而且价格低廉，制备简单，是一种潜在的Pt对电极替代产品。
文档编号H01G9/20GK202871586SQ20122045110
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月6日 优先权日2012年6月6日
发明者翁韬, 武明星 申请人:营口奥匹维特新能源科技有限公司