专利名称：一种染料敏化太阳能电池对电极的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种碳纳米管/铁-钴/聚苯胺复合染料敏化太阳能电池对电极的制备，属太阳能电池电极制备及应用的技术领域。
背景技术：
太阳能作为一种绿色可再生能源，是最具有发展前景的新能源；太阳能光伏技术的研究是十分重要的，并在全球掀起了开发利用太阳能的热潮；20世纪80年代初，硅太阳能电池的研究与应用得到了快速发展，电池效率显著提高，生产成本不断降低，应用领域逐年扩大；目前晶体硅太阳能电池仍然是商业上的主流太阳能电池，但是晶体硅太阳能电池对材料的要求苛刻、成本昂贵、制作工艺复杂，限制了它的实际应用；1991年，瑞士的 Gratzel在Nature上首次报道了光电转化效率为7. 1 %的染料敏化太阳能电池，简称DSSC ； 首次将纳米晶多孔二氧化钛介孔薄膜电极应用在染料敏化太阳能电池电极上，无掺杂的纳米晶多孔二氧化钛介孔薄膜结构是由海绵式的多孔网络连接而成，它的总比表面积相对其几何面积增加1000-2000倍，可以吸附更多的染料分子，能更加有效地吸收太阳光；2001年 Gratzel等人又成功合成了黑染料Black dye，其光电转换效率达到10.4%。
染料敏化太阳能电池是由染料敏化剂、纳米多孔二氧化钛薄膜、电解质及对电极构成的一种多层夹心结构；其工作原理是当电池受到光照时，处于染料分子基态的电子吸收光能量跃迁到激发态，由于激发态染料分子能级处于二氧化钛的导带上，染料分子的电子迅速注入到纳米二氧化钛导带中，使染料自身转变成氧化态。
氧化的染料分子被电解质氧化还原电对中的碘负一价离子Γ还原成常态；而电子通过二氧化钛薄膜扩散到导电基底，经过外电路到达对电极；在对电极碘负三价离子I3—接受外电路的电子被还原成1_，这样就完成一个光电化学循环过程；对电极用来加速13_的还原过程，染料敏化太阳能电池对电极是由贵金属钼构成的，其成本高，影响太阳能电池的广泛推广；碳纳米管是具有很好的机械性能、高电学性能和多孔型的三维纳米材料，用碳纳米管复合材料代替贵金属钼是一个很好的设想。发明内容
发明目的
本发明的目的是针对背景技术的状况，采用导电玻璃为基片，碳纳米管做原料，合成制备碳纳米管/铁-钴/聚苯胺复合材料对电极，替代贵金属钼在染料敏化太阳能电池上应用，以大幅度降低太阳能电池对电极的成本，提高太阳能电池的光转化效率和稳定性。
技术方案
本发明使用的化学物质材料为导电玻璃、多壁碳纳米管、硫酸、盐酸、苯胺、过硫酸铵、乙醇、聚乙烯吡咯烷酮、氧化铁、硝酸钴、丙酮、曲拉通、氩气，其组合用量如下以毫米、 克、毫升、厘米3为计量单位
导电玻璃FTO Sn02:F 20mm X 20mm X 2mm 1 块
多壁碳纳米管C，
权利要求
1. 一种太阳能电池对电极复合材料的制备方法，其特征在于使用的化学物质材料为导电玻璃、多壁碳纳米管、硫酸、盐酸、苯胺、过硫酸铵、乙醇、聚乙烯吡咯烷酮、氧化铁、硝酸钴、丙酮、曲拉通、氩气，其组合用量如下以毫米、克、毫升、厘米3为计量单位导电玻璃FTO SnO2: F 20mmX20mmX2mm 1 块
2.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池对电极的制备方法，其特征在于 对电极复合材料悬浮溶液的制备是在三口烧瓶中进行的，是在冰水浴、搅拌、氩气保护下完成的，将三口烧瓶(8)置于冰水浴缸(7)上，将冰水浴缸(7)置于电控冰水器(1)上；在冰水浴缸(7)内加入冰水、冰块(5)，成冰水混合物，冰块( 在反应前30min加入，使冰水浴缸(7)温度保持在0-4°C，冰水浴缸(7)内置放三口烧瓶(8)，冰水(4)要淹没三口烧瓶(8)体积的4/5，三口烧瓶(8)上部由左至右依次设置氩气管(13)、滴液漏斗(10)、搅拌器(9)；氩气管(13)联接氩气阀(12)、氩气瓶(16)，三口烧瓶⑶内为氩气(14)、反应悬浮液(6)；在电控冰水器(1)上设有显示屏(15)、指示灯O)、搅拌开关(3)。
3.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池对电极的制备方法，其特征在于 太阳能电池对电极结构为导电玻璃FTO为平面形，导电玻璃上的对电极复合材料薄膜厚度为1-2 μ m，其微观结构为多孔管棒状，管棒直径为95-150nm。
全文摘要
本发明涉及一种染料敏化太阳能电池对电极的制备方法，是根据染料敏化太阳能电池的工作特性，采用导电玻璃做基底，多壁碳纳米管、苯胺、过硫酸铵、氧化铁、聚乙烯吡咯烷酮、硝酸钴做原料，在三口烧瓶中，在冰水浴状态、氩气保护下，搅拌制备反应悬浮液，然后使用曲拉通做表面活性剂，在导电玻璃上制成对电极复合材料薄膜，薄膜厚度为1-2μm，其微观结构为多孔管棒状，管棒直径为95-150nm，经管式高温炉加热固化成型，制成对电极，此制备方法工艺先进、数据详实准确、操作容易、成本低廉、不污染环境，可做规模化生产，是十分理想的制备染料敏化太阳能电池对电极的方法。
文档编号H01L51/48GK102496474SQ20111036220
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月12日 优先权日2011年11月12日
发明者张婵爱, 李智辉, 王晓敏, 王永祯 申请人:太原理工大学