液，即可得到染料敏化太阳能电池。
[0031]实施例4:
染料敏化太阳能电池复合光阳极的制备方法，其步骤与实施1、2、3基本相同，其不同之处在于:
(1)配制无机酸和氯金酸的水溶液，所述水溶液中硫酸的浓度为10mM，氯金酸溶液的浓度为1M。
[0032](2 )以步骤(1)制备的水溶液为电沉积液，所用体系为三电极体系，其中二氧化锡多孔薄膜为工作电极、Pt对电极、Ag/AgCl为参比电极，采用波形为矩形波的脉冲电流，其中所述电流密度为700mA/cm2，沉积时间为0.1秒，间歇时间为6秒，沉积周期数为1。随后分别用水和乙醇清洗，在真空下l〇〇°C干燥10小时。即得到金镶嵌在二氧化锡多孔薄膜中的复合电极。
[0033]经本发明所述利用电沉积法将金纳米晶沉积在二氧化锡无序介孔薄膜上形成的复合电极作为染料敏化太阳能电池的光阳极，将此电极与相同面积的铂对电极组装在一起，中间灌注电解液，即可得到染料敏化太阳能电池。
[0034]实施例5:
染料敏化太阳能电池复合光阳极的制备方法，其步骤与实施1、2、3、4基本相同，其不同之处在于:
(1)配制无机酸和氯金酸的水溶液，所述水溶液中硫酸的浓度为10mM，氯金酸溶液的浓度为1M。
[0035](1)以步骤(2 )制备的水溶液为电沉积液，所用体系为三电极体系，其中二氧化钛多孔薄膜为工作电极、Pt对电极、Ag/AgCl为参比电极，采用多阶梯电流法电沉积金纳米粒子；其中所述电流密度为900mA/cm2，沉积时间为0.3秒，间歇时间为3秒，沉积周期数为1。随后分别用水和乙醇清洗，在真空下l〇〇°C干燥10小时。即得到金镶嵌在二氧化钛多孔薄膜中的复合电极。
[0036]经本发明所述利用电沉积法将金纳米晶沉积在二氧化钛无序介孔薄膜上形成的复合电极作为染料敏化太阳能电池的光阳极，将此电极与相同面积的铂对电极组装在一起，中间灌注电解液，即可得到染料敏化太阳能电池。
[0037]实施例6:
染料敏化太阳能电池复合光阳极的制备方法，其步骤与实施1、2、3、4、5基本相同，其不同之处在于:
(1)配制无机酸和氯金酸的水溶液，所述水溶液中硫酸的浓度为10mM，氯金酸溶液的浓度为1M。
[0038](3 )以步骤(1)制备的水溶液为电沉积液，所用体系为三电极体系，其中二氧化钛多孔薄膜为工作电极、Pt对电极、Ag/AgCl为参比电极，采用波形为矩形波的脉冲电流，其中所述电流密度为700mA/cm2，沉积时间为0.02秒，间歇时间为4秒，沉积周期数为1。随后分别用水和乙醇清洗，在真空下l〇〇°C干燥10小时。即得到金镶嵌在二氧化钛多孔薄膜中的复合电极。
[0039]经本发明所述利用电沉积法将金纳米晶沉积在二氧化钛无序介孔薄膜上形成的复合电极作为染料敏化太阳能电池的光阳极，将此电极与相同面积的铂对电极组装在一起，中间灌注电解液，即可得到染料敏化太阳能电池。
[0040] 实施例7:
染料敏化太阳能电池复合对电极极的制备方法，其步骤与实施1、2、3、4、5、6基本相同，其不同之处在于:
(I)配制无机酸和氯铂酸的水溶液，所述水溶液中硫酸的浓度为10mM，氯铂酸溶液的浓度为1M。
[0041 ] (2 )以步骤(I)制备的醇溶液为电沉积液，所用体系为三电极体系，其中透明导电基底为工作电极、Pt对电极，Ag/AgCl为参比电极，采用波形为矩形波的脉冲电流，其中所述电流密度为30 mA/cm2,沉积时间为0.05秒，间歇时间为2秒，沉积周期期数为10。随后分别用水和乙醇清洗，在真空下100°C干燥10小时。即得到铂镶嵌在二氧化钛多孔薄膜中的复合电极。
[0042]经本发明所述利用电沉积法将铂纳米晶沉积在二氧化钛无序介孔薄膜上形成的复合电极作为染料敏化太阳能电池的对电极，将此电极与相同面积的纯二氧化钛薄膜光阳极组装在一起，中间灌注电解液，即可得到染料敏化太阳能电池。
[0043]实施例8:
染料敏化太阳能电池复合对电极极的制备方法，其步骤与实施1、2、3、4、5、6、7基本相同，其不同之处在于:
(I)配制无机酸和氯铂酸的水溶液，所述水溶液中硫酸的浓度为10mM，氯铂酸溶液的浓度为1M。
[0044](2) Pt/ 二氧化钛复合电极的制备以步骤(2)制备的醇溶液为电沉积液，所用体系为三电极体系，其中透明导电基底为工作电极、Pt对电极，Ag/AgCl为参比电极，采用多阶梯电流法电沉积Pt纳米粒子；其中所述电流密度为50 mA/cm2,沉积时间为0.04秒，间歇时间为5秒沉积周期数为20。随后分别用水和乙醇清洗，在真空下100°C干燥10小时。即得到铂镶嵌在二氧化钛多孔薄膜中的复合电极。
[0045]经本发明所述利用电沉积法将铂纳米晶沉积在二氧化钛无序介孔薄膜上形成的复合电极作为染料敏化太阳能电池的对电极，将此电极与相同面积的纯二氧化钛薄膜光阳极组装在一起，中间灌注电解液，即可得到染料敏化太阳能电池。
[0046]实施例9:
染料敏化太阳能电池复合对电极极的制备方法，其步骤与实施1、2、3、4、5、6、7、8、基本相同，其不同之处在于:
(I)配制无机酸和氯铂酸的水溶液，所述水溶液中硫酸的浓度为10mM，氯铂酸溶液的浓度为1M。
[0047](2 )以步骤(I)制备的醇溶液为电沉积液，所用体系为三电极体系，其中透明导电基底为工作电极、Pt对电极，Ag/AgCl为参比电极采用波形为矩形波的脉冲电流，其中所述电流密度为35 mA/cm2,沉积时间为0.1秒，间歇时间为8秒，沉积周期数为30。随后分别用水和乙醇清洗，在真空下100°C干燥10小时。即得到铂镶嵌在二氧化钛多孔薄膜中的复合电极。
[0048]经本发明所述利用电沉积法将铂纳米晶沉积在二氧化钛无序介孔薄膜上形成的复合电极作为染料敏化太阳能电池的对电极，将此电极与相同面积的纯二氧化钛薄膜光阳极组装在一起，中间灌注电解液，即可得到染料敏化太阳能电池。
【主权项】
1.一种染料敏化太阳能电池用复合电极，其特征在于该复合电极是在无序纳米介孔薄膜的表面沉积出贵金属纳米晶，该无序纳米介孔薄膜与贵金属纳米晶的质量比为:0.01%~0.5%。2.根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池用复合电极，其特征在于所述的无序纳米介孔薄膜的孔径为6?50nm。3.根据权利要求2所述的染料敏化太阳能电池用复合电极，其特征在于所述的无序纳米介孔薄膜的材料是由Ti02、Zn0和Sn02中的一种；或者是F、W、N、Nb元素掺杂的Ti02、Zn0或Sn02*的至少一种。4.根据权利要求3所述的染料敏化太阳能电池用复合电极，其特征在于所述的纳米颗粒的粒径范围为15?30nm。5.根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池用复合电极，其特征在于所述的贵金属纳米晶为Au、Pt和Ag中的两种或两种以上。6.根据权利要求5所述的染料敏化太阳能电池用复合电极，其特征在于所述的贵金属纳米晶粒径范围为1?20nm。7.一种制备根据权利要求1?6中任一项所述的染料敏化太阳能电池用复合电极的方法，其特征在于该方法的具体步骤为: a.将无机酸和贵金属盐溶于水中，其中无机酸的浓度为0.5?5mM,贵金属盐的浓度为1?10mM ； b.以步骤a所得的水溶液为电沉积液，所用体系为三电极体系，其中负载无序纳米介孔薄膜的导电玻璃为工作电极、Pt对电极、Ag/AgCl为参比电极，采用波形为矩形波的脉冲电流，其中所述电流密度范围为20?1000 mA/cm2，沉积时间为0.001?0.3秒，间歇时间范围为1?14秒；随后分别用水和乙醇清洗，干燥，即得到染料敏化太阳能电池用复合电极。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述的无机酸为盐酸、无机酸或者硝酸。9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述的金属盐为氯化物、硝酸盐或有机金属盐。
【专利摘要】本发明公开了一种染料敏化太阳能电池用复合电极及其制备方法。本发明在常温条件下，采用脉冲电流直接在无序纳米介孔结构的薄膜上沉积出贵金属纳米晶，根据沉积时选择的脉冲电流、通电时间、断开时间和沉积圈数可以有效的控制贵金属纳米晶的粒径范围和负载量。该方法使贵金属纳米晶均匀镶嵌在纳米多孔结构中，可分别用作染料敏化太阳能电池的光阳极和阴极，有效提高染料敏化太阳能电池光电转化效率，本发明制备方法简单，容易操作，复合电极具有良好的化学稳定性，可实现低成本、大规模的应用。
【IPC分类】H01G9/20, H01G9/042
【公开号】CN105280388
【申请号】CN201510659914
【发明人】施利毅, 袁帅, 李冉, 赵尹, 王竹仪, 张美红
【申请人】上海大学
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年10月14日