一种纤维状酞菁化合物太阳能电池及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种太阳能电池及其制备方法，特别是一种纤维状酞菁光活性化合物太阳能电池及其制备方法，属于有机太阳能电池领域。
【背景技术】
[0002]太阳能电池作为利用太阳能的一种形式，得到了广泛的关注。太阳能电池种类较多，其中的纤维状有机太阳能电池因其质轻，柔性，可编织等特点而得到广泛的关注。目前，染料敏化太阳能电池得到了较多研究，并取得了一定进展，但染料敏化太阳能电池，需要加入电解液，这无疑使电池的制造复杂，成本提高，安全稳定性下降，并限制了其应用。
【发明内容】
[0003]本发明是为了克服上述现有技术的不足，目的在于提供一种低成本，易制备，柔软性好的纤维状光活性化合物太阳能电池及其制备方法，使用表面电镀银的纤维作为工作电极，酞菁化合物作为光活性层，以细铜丝作为对电极，两电极相互缠绕，得到纤维状酞菁化合物太阳能电池，有效地避免了液体在电池里的存在，该电池可编织成织物或集成到衣服中，也可安装在其他物体的表面作为供电装置使用。
[0004]为实现上述目的，本发明采用的技术解决方案是:
一种纤维状酞菁化合物太阳能电池，其工作电极为表面电镀银的纤维，导电电极为细铜丝，由所述工作电极和导电电极两者相互缠绕组装而成。
[0005]一种纤维状酞菁化合物太阳能电池的制备方法，它包括如下具体步骤:
(1)导电电极的选用
选用导电性能好，可塑性强的细铜丝作为导电电极；
(2)工作电极的制备
在纤维中掺杂炭黑，得到具有一定导电性的纤维，对纤维进行化学除油，在进行超声清洗，活化处理后再水洗，将纤维表面进行电镀银处理，即将纤维伸直浸入电镀银溶液中，其中电流密度为0.2-0.5A/dm2，温度为20-40 °C的电镀银溶液中电镀2_4min ;水洗，干燥，得到工作电极；
(3)纤维状酞菁化合物太阳能电池的制备
将制备好的电镀银纤维工作电极浸入含有酞菁的N，N- 二甲基甲酰胺溶液中2~4h，取出干燥，再将其浸入含有质量分数为5%~15%的二氯亚砜的PED0T:PSS水溶液中3~5分钟，取出干燥，再将其与细铜丝相互缠绕，即得到纤维状酞菁化合物太阳能电池。
[0006]进一步的，所述电镀银溶液为:硝酸银35_45g/L，焦亚硫酸钾60_70g/L，硫代硫酸钠280-320g/L，硫氰酸钾35-45g/L，焦磷酸钾8_10g/L，余量为蒸馏水的混合物。
[0007]更进一步的，所述电镀银溶液的PH值为4-6。
[0008]本发明的有益效果是:与现有技术相比，1、制备工艺简单，主要采用电镀法和浸涂方法；2、光活性物质价格低，且只用一种即可；3、整个电池无液体存在，安全稳定；4、纤维作为工作电极，使电池十分柔软，可方便地进行编织或集成到其他织物上，或安装在物体的表面作为供电装置。
【具体实施方式】
[0009]下面对本发明的实施例作详细说明。以下实施例仅对本申请进行进一步说明，不应理解为对本申请的限制。
[0010]一种纤维状酞菁化合物太阳能电池，其工作电极为表面电镀银的纤维，导电电极为细铜丝，由所述工作电极和导电电极两者相互缠绕组装而成。
[0011 ] 一种纤维状酞菁化合物太阳能电池的制备方法，具体步骤为:
(1)导电电极的选用
选用导电性能好，可塑性强的细铜丝作为导电电极；
(2)工作电极的制备
在纤维中掺杂炭黑，得到具有一定导电性的纤维，对纤维进行化学除油，在进行超声清洗，活化处理后再水洗，将纤维表面进行电镀银处理，即将纤维伸直浸入电镀银溶液中，其中电流密度为0.2-0.5A/dm2，温度为20-40°C的电镀银溶液中电镀2_4min ;水洗，干燥，得到工作电极；所述电镀银溶液为:硝酸银35-45g/L，焦亚硫酸钾60-70g/L，硫代硫酸钠280-320g/L，硫氰酸钾35-45g/L，焦磷酸钾8_10g/L，余量为蒸馏水的混合物；所述电镀银溶液的PH值为4-6。
[0012](3)纤维状酞菁化合物太阳能电池的制备
将制备好的电镀银纤维工作电极浸入含有酞菁的N，N- 二甲基甲酰胺溶液中2~4h，取出干燥，再将其浸入含有质量分数为5%-15%的二氯亚砜的PED0T:PSS水溶液中3~5分钟，取出干燥，再将其与细铜丝相互缠绕，即得到纤维状酞菁化合物太阳能电池。
[0013]实施例1:
一种纤维状酞菁化合物太阳能电池，其工作电极为表面电镀银的纤维，导电电极为细铜丝，由所述工作电极和导电电极两者相互缠绕组装而成。
[0014]一种纤维状酞菁化合物太阳能电池的制备方法，它包括如下具体步骤:
(1)导电电极的选用
选用导电性能好，可塑性强的细铜丝作为导电电极；
(2)工作电极的制备
通过电镀法制备工作电极:在纤维中掺杂炭黑，得到具有一定导电性的纤维，对纤维进行化学除油，在进行超声清洗，活化处理后再水洗，将纤维表面进行电镀银处理，即将纤维伸直浸入电镀银溶液中，其中电流密度为0.2A/dm2，温度为20°C的电镀银溶液中电镀2min ;水洗，干燥，得到工作电极；所述电镀银溶液为:硝酸银35g/L，焦亚硫酸钾60g/L，硫代硫酸钠280g/L，硫氰酸钾35g/L，焦磷酸钾8g/L，余量为蒸馏水的混合物。所述电镀铜溶液的PH值为4。
[0015](3)纤维状酞菁化合物太阳能电池的制备
将制备好的电镀银纤维工作电极浸入含有酞菁的N，N- 二甲基甲酰胺溶液中2h，取出干燥，再将其浸入含有质量分数为5%的二氯亚砜的PED0T:PSS水溶液中3分钟，取出，干燥，再将其与细铜丝相互缠绕，即得到纤维状酞菁化合物太阳能电池。
[0016]实施例2:
一种纤维状酞菁化合物太阳能电池，其工作电极为表面电镀银的纤维，导电电极为细铜丝，由所述工作电极和导电电极两者相互缠绕组装而成。
[0017]一种纤维状酞菁化合物太阳能电池的制备方法，它包括如下具体步骤:
(1)导电电极的选用
选用导电性能好，可塑性强的细铜丝作为导电电极；
(2)工作电极的制备
通过电镀法制备工作电极:在纤维中掺杂炭黑，得到具有一定导电性的纤维，对纤维进行化学除油，在进行超声清洗，活化处理后再水洗，将纤维表面进行电镀银处理，即将纤维伸直浸入电镀银溶液中，其中电流密度为0.3A/dm2，温度为30°C的电镀银溶液中电镀3min ;水洗，干燥，得到工作电极；所述电镀银溶液为:硝酸银40g/L，焦亚硫酸钾65g/L，硫代硫酸钠300g/L，硫氰酸钾40g/L，焦磷酸钾9g/L，余量蒸馏水的混合物。所述电镀铜溶液的PH值为5。
[0018](3)纤维状酞菁化合物太阳能电池的制备
将制备好的电镀银纤维工作电极浸入含有酞菁的N，N- 二甲基甲酰胺溶液中3h，取出干燥，再将其浸入含有质量分数为10%的二氯亚砜的PED0T:PSS水溶液中4分钟，取出，干燥，再将其与细铜丝相互缠绕，即得到纤维状酞菁化合物太阳能电池。
[0019]实施例3:
一种纤维状酞菁化合物太阳能电池，其工作电极为表面电镀银的纤维，导电电极为细铜丝，由所述工作电极和导电电极两者相互缠绕组装而成。
[0020]一种纤维状酞菁化合物太阳能电池的制备方法，它包括如下具体步骤:
(1)导电电极的选用
选用导电性能好，可塑性强的细铜丝作为导电电极；
(2)工作电极的制备
通过电镀法制备工作电极:在纤维中掺杂炭黑，得到具有一定导电性的纤维，对纤维进行化学除油，在进行超声清洗，活化处理后再水洗，将纤维表面进行电镀银处理，即将纤维伸直浸入电镀银溶液中，其中电流密度为0.4A/dm2，温度为40°C的电镀银溶液中电镀4min ;水洗，干燥，得到工作电极；所述电镀银溶液为:硝酸银45g/L，焦亚硫酸钾70g/L，硫代硫酸钠320g/L，硫氰酸钾45g/L，焦磷酸钾10g/L，余量蒸馏水的混合物。所述电镀铜溶液的PH值为6。
[0021](3)纤维状酞菁化合物太阳能电池的制备
将制备好的电镀银纤维工作电极浸入含有酞菁的N，N- 二甲基甲酰胺溶液中4h，取出干燥，再将其浸入含有质量分数为15%的二氯亚砜的PED0T:PSS水溶液中5分钟，取出，干燥，再将其与细铜丝相互缠绕，即得到纤维状酞菁化合物太阳能电池。
[0022]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种纤维状酞菁化合物太阳能电池，其特征在于:其工作电极为表面电镀银的纤维，导电电极为细铜丝，由所述工作电极和导电电极两者相互缠绕组装而成。2.一种如权利要求1所述的纤维状酞菁化合物太阳能电池的制备方法，其特征在于具体步骤为: (1)导电电极的选用 选用导电性能好、可塑性强的细铜丝作为导电电极； (2)工作电极的制备 在纤维中掺杂炭黑，得到具有一定导电性的纤维，对纤维进行化学除油，再进行超声清洗，活化处理后再水洗，将纤维表面进行电镀银处理，即将纤维伸直浸入电镀银溶液中，其中电流密度为0.2-0.5A/dm2，温度为20-40°C的电镀银溶液中电镀2_4min ;水洗，干燥，得到工作电极；所述电镀银溶液为:硝酸银35-45g/L，焦亚硫酸钾60-70g/L，硫代硫酸钠280-320g/L，硫氰酸钾35-45g/L，焦磷酸钾8_10g/L，余量为蒸馏水的混合物；所述电镀银溶液的PH值为4-6 ; (3)纤维状酞菁化合物太阳能电池的制备 将制备好的电镀银纤维工作电极浸入含有酞菁的N，N- 二甲基甲酰胺溶液中2~4h，取出干燥，再将其浸入含有质量分数为5%-15%的二氯亚砜的PEDOT:PSS水溶液中3~5分钟，取出干燥，再将其与细铜丝相互缠绕，即得到纤维状酞菁化合物太阳能电池。
【专利摘要】一种纤维状酞菁化合物太阳能电池及其制备方法，其工作电极为表面电镀银的纤维，导电电极为细铜丝，由所述工作电极和导电电极两者相互缠绕组装而成；制备方法的具体步骤为：（1）选用导电性能好，可塑性强的细铜丝作为导电电极；（2）活化处理后再水洗，将纤维伸直浸入电流密度为0.2-0.5A/dm2、PH值4-6、温度控制在20-40℃的溶液中，浸入时间为2-4min，水洗，干燥，得到工作电极；（3）将制备好的电镀银纤维工作电极浸入酞菁的N,N-二甲基甲酰胺溶液中2~4h，取出干燥，再将其浸入含有质量分数为5%-15%的二氯亚砜的PEDOT:PSS水溶液中3~5分钟，取出干燥，再将其与细铜丝相互缠绕，即得到纤维状酞菁化合物太阳能电池。该电池制备简单、成本低廉，电镀银纤维作为工作电极使电池柔软性很好。
【IPC分类】H01G9/20, H01G9/042
【公开号】CN105390290
【申请号】CN201510719945
【发明人】胡智文, 沈跃威, 万军民, 王秉, 彭志勤, 吕思佳
【申请人】浙江理工大学
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年10月30日