一种染料敏化太阳能电池及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种染料敏化太阳能电池，包括电解质和对电极，其中，所述电解质为含有正丁胺/碳酸丙烯酯插层α-磷酸锆的准固态电解质，所述对电极为碳对电极。本发明还公开了一种燃料敏化太阳能电池的制备方法。根据本发明的染料敏化太阳能电池，包括含有正丁胺/碳酸丙烯酯插层α-磷酸锆的准固态电解质，通过增加磷酸锆分子的层间距为离子交换提供了快速通道，产生的界面渗流效应有效地提高了电解质的离子电导率和离子扩散系数，从而提高了电池的光电转换效率以及电池的长期稳定性。根据本发明的染料敏化太阳能电池，还包括碳对电极，降低了成本，使电池保持高光电转换效率。
【专利说明】一种染料敏化太阳能电池及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种染料敏化太阳能电池及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，世界上光伏电池总产量以每年超过30%的速度增长，我国光伏电池行业 更是高速发展，目前我国已成为世界上非常重要的光伏电池生产基地。然而，目前我国太阳 能光伏产业的突出问题是"两头在外"，核心原料一高纯度多晶硅依赖进口，而最终的产品 又依赖出口。而且由于国外发达国家的技术壁垒，"两头在外"的格局短期内不会被改变，这 使得我国光伏电池行业缺乏必要的安全性，大力发展具有自主知识产权的新型高效率低成 本光伏电池势在必行。
[0003] 染料敏化太阳能电池（DSSC)具有成本低（仅为硅电池的1/3?1/5)，理论转换效 率咼（?33%)等优点，是桂基光伏电池最有力的竞争者。1991年，瑞士雜:_1: tzel教授首 次在Nature杂志上提出DSSC电池模型，该电池使用液态碘基电解质，当时的光电转换效率 为7. 9%。此后，世界各国广泛开展DSSC电池的研究。目前，液态电解质DSSC电池的光电 转换效率最高记录为11· I8%，由瑞士tr& t2e〖小组的Nazeeruddin等人于2005年创造。 准固态电解质DSSC电池的光电转换效率最高记录为7. 0 %，由瑞士 fr義tz鲁I小组的Kuang 等人于2006年创造，使用的是四氰乙烯硼酸离子液体电解质。全固态电解质DSSC电池光电 转换效率最高记录为5_ 9%，由中科院物理所孟庆波教授课题组于2006年创造。2005年， 澳大利亚可持续能源技术中心（STA)开始DSSC电池中试研究，制备出了模块为22W的刚性 DSSC电池板，尺寸为0.6mX0.9m，转换效率约为5%。
[0004] 目前，虽然DSC电池研究进展很快，但是长期稳定性一直是限制其产业化的重要 障碍，光电转换效率离理论最高效率仍有很大差距，也有待进一步提高。因此，制备出高效 率、低成本、长期稳定性好的DSSC电池显得十分必要和迫切。
【发明内容】
[0005] 为此，本发明提供一种染料敏化太阳能电池以及其制备方法，以力图解决或至少 缓解上述问题。
[0006] 根据本发明的一个方面，提供了一种染料敏化太阳能电池，包括电解质和对电极， 其中，所述电解质为含有正丁胺/碳酸丙烯酯插层α-磷酸锆的准固态电解质，所述对电极 为碳对电极。
[0007] 可选地，根据本发明的染料敏化太阳能电池中，所述碳对电极为石墨对电极，所述 石墨对电极中包括炭黑和石墨，所述炭黑的重量为所述石墨重量的20%。
[0008] 可选地，根据本发明的染料敏化太阳能电池中，所述碳对电极为活性炭对电极，所 述活性炭对电极中活性炭和炭黑，所述炭黑的重量为所述活性炭的20 %。
[0009] 根据本发明的另一个方面，提供了一种染料敏化太阳能电池的制备方法，包括如 下步骤：
[0010] (1)准固态电解质的制备：向酯类有机溶剂中加入LiI，I2和磷酸三丁酯形成电解 液；向所述电解液中加入一定比例的正丁胺/碳酸丙烯酯插层α-磷酸锆纳米颗粒，形成混 合物，并将所述混合物超声分散〇. 5-2小时，搅拌10-15小时；向所述混合物中加入胶凝剂， 在70_90°C下继续搅拌60-90小时，得到均匀的准固态电解质；
[0011] (2)碳对电极的制备：在碳材料粉末中加入粘合剂后进行球磨，得到碳浆料；将所 述碳浆料丝网印刷在导电玻璃上形成薄膜；待所述薄膜平整均匀后，对其进行烘千处理，并 对烘干后的薄膜进行烧结，得到具有多孔碳膜的对电极；
[0012] (3)电池组装：将所述准固态电解质涂覆到染料敏化氧化钛多孔膜光阳极上，并 将所述碳对电极压合到光阳极上形成三明治结构的电池。
[0013] 可选地，根据本发明的制备方法，所述正丁胺/碳酸丙烯酯插层α -磷酸锆颗粒的 加入量为所述电解液重量的2-15%，优选为5%。
[0014] 可选地，本发明所述的制备方法，所述正丁胺/碳酸丙烯酯插层α -磷酸锆纳米颗 粒是按照如下步骤制备得到的：向α -磷酸锆中加入正丁胺，室温下震荡2-3天后离心，得 到固体粉末；向所述固体粉末中加入含有13-和I-的碳酸丙烯酯溶液，常温下搅拌4-6天 后离心，得到固体颗粒；将该固体颗粒在常温下真空干燥即得到正丁胺/碳酸丙烯酯插层 α -磷酸锆纳米颗粒。
[0015] 可选地，根据本发明的制备方法，所述酯类有机溶剂为碳酸丙烯酯。
[0016] 可选地，根据本发明的制备方法，所述胶凝剂是分子量为60000的聚氧乙烯。
[0017] 可选地，根据本发明的制备方法，所述碳材料为石墨和炭黑的混合物，所述炭黑的 添加量为所述石墨重量的20%。
[0018] 可选地，根据本发明的制备方法，所述碳材料为活性炭和炭黑的混合物，所述炭黑 的添加量为所述活性炭重量的20%。
[0019] 可选地，根据本发明的制备方法，所述碳对电极制备步骤中，将所述薄膜放入烘 箱，在70-8(TC下进行烘干处理。
[0020] 可选地，根据本发明的制备方法，所述碳对电极制备步骤中，所述烧结操作是将烘 干后的薄膜放入马弗炉中，在400-500°C下烘烧20-40分钟。
[0021] 根据本发明的染料敏化太阳能电池，包括含有正丁胺/碳酸丙烯酯插层α-磷酸 锆的准固态电解质，通过增加磷酸锆分子的层间距为离子交换提供了快速通道，产生的界 面渗流效应有效地提高了电解质的离子电导率和离子扩散系数，从而提高了电池的光电转 换效率以及电池的长期稳定性。根据本发明的染料敏化太阳能电池，还包括碳对电极，降低 了成本，使电池保持高光电转换效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通 技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明 的限制。在附图中：
[0023]图1为实验室合成的层状磷酸锆的XRD谱线（曲线a)和插入正丁胺和碳酸丙烯 酯后的插层磷酸锆XRD谱线（曲线b);
[0024] 图2为实验室合成的含电解液重量5%的正丁胺/碳酸丙烯酯插层α -磷酸锆（简 写为ZrP-BA-PC)纳米颗粒的准固态电解质薄膜XRD谱线（曲线a)和不含ZrP-BA-PC的准 固态电解质薄膜的XRD谱线（曲线b);
[0025] 图3为不含ZrP-BA-PC纳米颗粒的准固态电解质薄膜的表面形貌扫描电镜 SEM(图a)和含有电解液重量5%的ZrP-BA-PC纳米颗粒的准固态电解质薄膜的表面形貌 (图 b);
[0026] 图4为对称钼电极准固态电解质测试模型示意图；其中，1为FT0导电玻璃，2为怕 镀层，3为电解质；
[0027] 图5为不同ZrP-BA-PC含量准固态电解质的交流阻抗谱（Nyquist Plot);
[0028] 图6对称铂电极准固态电解质测试模型等效电路图；
[0029] 图7为不同ZrP-BA-PC含量准固态电解质的电荷传递阻抗；
[0030] 图8为不同ZrP-BA-PC含量准固态电解质的离子电导率（σ );
[0031] 图9为不同ZrP-BA-PC含量准固态电解质的稳态伏安曲线；
[0032] 图10为不同ZrP-BA-PC含量准固态电解质的扩散系数；以及
[0033] 图11为不同碳材料制成的对电极的DSSCs I - V曲线。
【具体实施方式】
[0034] 下面将更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然在下文中描述了本公开的示例 性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。 相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的 传达给本领域的技术人员。
[0035] 实施例1
[0036] 本实施例公开了一种制备染料敏化太阳能电池的方法，包括准固态电解质制备步 骤、碳对电极制备步骤以及电池组装步骤。以下将分别对上述步骤进行具体描述。
[0037] (1)准固态电解质的制备
[0038] 首先合成电解质中所需的组分α-磷酸锆。采用现有技术中已知的合成方法即 可，本发明中采用的是共沉淀法，具体操作为：依次在玻璃瓶内加入5. 5g的ZrOCl2 · 8Η20， 80ml H20,5ml 37%的HC1和5ml 40%的HF，然后加入46ml 85%的1^04,室温电磁搅拌四 天。然后用去离子水离心洗涤，洗至滤液pH = 5,常温真空干燥，即得到α-磷酸锆（简写 为a -ZrP)。以下是简化的化学反应方程式：
[0039] Zr02++6HF - ZrF 广+H20+4H+
[0040] ZrF62_ = Zr4++6F
[0041 ] Na2Si03+4F +6H - SiF4 丨 +3H20+2Na+
[0042] Zr4.+2H3P04+H20 - Zr (HP04) 2 · H20 I +4H+
[0043] 制备得到a -ZrP后，进一步制备正丁胺/碳酸丙烯酯插层a -磷酸锆。具体操作 为：向a -ZrP中加入正丁胺，室温下震荡2-3天后离心，得到a -Zr(HP04)2(C4H9NH2) 2 · H2〇 固体粉末。所述a-ZrP与正丁胺的比例可以任意调整，本实施例中，取lg的a-ZrP加入 40ml的正丁胺进行反应。接下来，将所述固体粉末加入含有I 3-和Γ的碳酸丙烯酯溶液中， 常温下搅拌4-6天后离心，得到固体颗粒；将该固体颗粒在常温下真空干燥即得到正丁胺/ 碳酸丙烯酯插层a-磷酸锆纳米颗粒。在本实施例中，实践经验表明，搅拌时间一般以5天 为宜，所述碳酸丙烯酯中含有〇· SM的13_和〇· 〇5M的Γ。
[0044] 完成ZrP-BA-PC纳米颗粒的制备后，即可进行准固态电解质的制备，具体操作为： 首先向酯类有机溶剂中加入Lil，12和磷酸三丁酯形成电解液，然后向所述电解液中加入电 解液重量2%的ZrP-BA-PC纳米颗粒，形成混合物，并将所述混合物超声分散0. 5-2小时， 搅拌10-15小时；最后向所述混合物中加入胶凝剂，在70-90°C下继续搅拌60-90小时，得 到均勻的准固态电解质。其中，上述酯类溶剂可以为诸如碳酸丙烯酯，碳酸乙烯酯，碳酸二 甲酯，碳酸二乙酯，碳酸甲乙酯等常用的溶剂，本实施例中采用的是碳酸丙烯酯。本实施例 中组成电解液中各物质的量分别为：碳酸丙烯酯6ml，LiI 0. 5M，I20. 05M，磷酸三丁酯0. 5M。 上述的胶凝胶可以使用诸如酰胺类小分子凝胶剂、二氧化硅纳米粒子、聚偏氟乙烯-六氟 丙烯共聚物及聚氧乙烯等常用胶凝剂，本实施例中，采用的是分子量为60000的聚氧乙烯 (ΡΕ0)，其添加量为0· 4g。以及，在本实施例中，实践经验表明，对所述混合物超声分散1小 时，搅拌12小时为宜，并且在加入胶凝剂后在80?下继续搅拌72小时为宜。
[0045] (2)碳对电极的制备
[0046] 首先在碳材料粉末中加入粘合剂，在球磨机中进行球磨，得到碳浆料，本实施例中 使用的碳材料是石墨粉末。然后采用丝网印刷技术将得到的碳浆料丝网印刷在导电玻璃上 形成薄膜。放置一段时间待所述薄膜平整均匀后，将所述薄膜放入烘箱，在70-8(TC下进行 烘千处理。最后，将烘千后的薄膜进行烧结，即，将薄膜放入马弗炉中，在400-50(TC下烘烧 20-40分钟除去浆料中的其它物质，得到多孔碳膜对电极。本实施例中，实践经验表明，将薄 膜在450°C下烘烧30分钟为宜。为了提高电池的光电转换效率，还可以重复印刷、烘千以及 烧结过程以得到一定厚度的多孔碳膜。
[0047] (3)电池组装
[0048]将上述制备得到的准固态电解质涂覆到染料敏化氧化钛多孔膜光阳极上，并将 所述碳对电极压合到光阳极上形成三明治结构的电池，最后将电池周边用热熔胶（Surlyn 1702-25)密封好即可。
[0049] 实施例2
[0050]本实施例公开了一种染料敏化太阳能电池的制备方法，其中的制备过程与实施例 1相同，其区别仅在于：在所述准固态电解质的制备步骤中，ZrP-BA-PC纳米颗粒的添加量 为电解液重量的5%。
[0051] 实施例3
[0052]本实施例公开了一种染料敏化太阳能电池的制备方法，其中的制备过程与实施例 1相同，其区别仅在于：在所述准固态电解质的制备步骤中，ZrP-BA-PC纳米颗粒的添加量 为电解液重量的10%。
[0053] 实施例4
[0054]本实施例公开了一种染料敏化太阳能电池的制备方法，其中的制备过程与实施例 1相同，其区别仅在于：在所述准固态电解质的制备步骤中，ZrP-BA-PC纳米颗粒的添加量 为电解液重量的15%。
[0055] 实施例5
[0056]本实施例公开了一种染料敏化太阳能电池的制备方法，其中的制备过程与实施例 1相同，其区别仅在于：在所述碳对电极制备过程中，所述碳材料为石墨和炭黑的混合物， 所述炭黑的添加量为所述石墨重量的20%。
[0057] 实施例6
[0058] 本实施例公开了一种染料敏化太阳能电池的制备方法，其中的制备过程与实施例 1相同，其区别仅在于：在所述准固态电解质的制备步骤中，ZrP-BA-PC纳米颗粒的添加量 为电解液重量的5% ;以及，在所述碳对电极制备过程中，所述碳材料为石墨和炭黑的混合 物，所述炭黑的添加量为所述石墨重量的20%。
[0059] 实施例7
[0060] 本实施例公开了一种染料敏化太阳能电池的制备方法，其中的制备过程与实施例 1相同，其区别仅在于：在所述准固态电解质的制备步骤中，ZrP-BA-PC纳米颗粒的添加量 为电解液重量的10% ;以及，在所述碳对电极制备过程中，所述碳材料为石墨和炭黑的混合 物，所述炭黑的添加量为所述石墨重量的20%。
[0061] 实施例8
[0062] 本实施例公开了一种染料敏化太阳能电池的制备方法，其中的制备过程与实施例 1相同，其区别仅在于：在所述准固态电解质的制备步骤中，ZrP-BA-PC纳米颗粒的添加量 为电解液重量的15% ;以及，在所述碳对电极制备过程中，所述碳材料为石墨和炭黑的混合 物，所述炭黑的添加量为所述石墨重量的20%。
[0063] 实施例9
[0064] 本实施例公开了一种染料敏化太阳能电池的制备方法，其中的制备过程与实施 例1相同，其区别仅在于：在所述碳对电极制备过程中，所述碳材料为活性炭和炭黑的混合 物，所述炭黑的添加量为所述活性炭重量的20%。
[0065] 实施例10
[0066] 本实施例公开了一种染料敏化太阳能电池的制备方法，其中的制备过程与实施例 1相同，其区别仅在于：在所述准固态电解质的制备步骤中，ZrP-BA-PC纳米颗粒的添加量 为电解液重量的5% ;以及，在所述碳对电极制备过程中，所述碳材料为活性炭和炭黑的混 合物，所述炭黑的添加量为所述活性炭重量的20%。
[0067] 实施例11
[0068] 本实施例公开了一种染料敏化太阳能电池的制备方法，其中的制备过程与实施例 1相同，其区别仅在于：在所述准固态电解质的制备步骤中，ZrP-BA-PC纳米颗粒的添加量 为电解液重量的10% ;以及，在所述碳对电极制备过程中，所述碳材料为活性炭和炭黑的混 合物，所述炭黑的添加量为所述活性炭重量的20%。
[0069] 实施例12
[0070] 本实施例公开了一种染料敏化太阳能电池的制备方法，其中的制备过程与实施例 1相同，其区别仅在于：在所述准固态电解质的制备步骤中，ZrP-BA-PC纳米颗粒的添加量 为电解液重量的15% ;以及，在所述碳对电极制备过程中，所述碳材料为活性炭和炭黑的混 合物，所述炭黑的添加量为所述活性炭重量的20%。
[0071] 通过上述实施例1-12制备得到的ZrP-BA-PC纳米颗粒，由于在a -ZrP层间插入 正丁胺和碳酸丙烯酯，使得其层间距被撑大，从而有足够的空间使V离子在层间迁移，形 成V的快速通道，因此，以ZrP-BA-PC纳米颗粒为添加物的准固态电解质在常温下较凝胶 电解质有更高的电导率和离子迁移率。为了更好地说明上述效果， 申请人:分别对ZrP-BA-PC 纳米颗粒以及制备得到的准固态电解质进行了微观结构的分析，并对准固态电解质的离子 电导率、离子扩散系数等做了对比分析，同时还对碳对电极的光电转换率做了分析，以下 将逐一进行具体说明。其中，XRD测试仪器为Bede DIX-ray diffraction meter(Bede， scientific Instruments，Ltd·，Durham，UK)，SEM 测试仪器为 INSPECT F(FEI，England)，电 化学测试仪器为CHI660c电化学工作站（CHInstrument Co.，ltd. China)。
[0072] 分析实验 1一 a -ZrP 与 ZrP-BA-PC 的 XRD 分析
[0073] 为了验证磷酸锆插层的效果，对插层前（α-ZrP)和插层后（ZrP-BA-PC)的样品 进行了 XRD测试，测试结果如图1所示。其中，图1中的曲线a为插层前a -ZrP的XRD图 谱，可见，共沉淀法制备的α-ZrP结晶非常好，峰位明显，并呈现纳米化特征。三个特征峰 是[002]、[110]和[112]，分别对应层间距d为0.76nm，0. 45nm，0.36nm。经过正丁胺和碳 酸丙烯酯的插层，得到了曲线b。样品ZrP-BA-PC的谱线呈现另外三个特征峰，最高峰的角 度是4. 58。（2 Θ )，对应层间距d为2. 04nm。另外两个反射峰分别是[004] (d = 0· 95nm) 和[006] (d = 0. 63nm)。经过两个样品谱线的对比可以发现，插层后的磷酸锆结晶并没有 遭到破坏，层与层之间由于被插入了正丁胺和碳酸丙烯酯客体，间距从〇.76nm增加到了 2. 04nm。这个结果同Clearfield单独用正丁胺插入磷酸锫的结果相比，增大了 0· Πηπι，证明 了碳酸丙烯酯渗入了层间，对插层起到了促进作用。
[0074] 分析实骀2-准固杰电解质的XRD分析
[0075] 图2为合成的含有电解液重量5%的ZrP-BA-PC添加量的准固态电解质薄膜和没 有ZrP-BA-PC添加量的准固态电解质薄膜的XRD图谱。ZrP-BA-PC的特征峰在分散入准固 态电解质后显著减弱，甚至消失，一部分原因可能是结构完整度的损失，但是ZrP-BA-PC的 一个明显特征峰的存在，证明了晶体的长程有序性并没有在凝胶分散过程中遭到破坏。
[0076] 分析窀聪~ 3-准固杰电解质的SEM分析
[0077] 图3为准固态电解质薄膜的表面形貌SEM图，其中a图为不含ZrP-BA-PC添加量的 准固态电解质薄膜的表面形貌SEM，b图为含有电解液重量5%的ZrP-BA-PC的准固态电解 质薄膜的表面形貌。由图中可以看出，没有ZrP-BA-PC添加量的样品呈现出了典型凝胶态 的均匀而光滑的表面。作为对比，含有电解液重量5 %的ZrP-BA-PC的样品中可以清楚的看 到ΡΕ0聚合物网络中均匀地分散着固体颗粒。层状ZrP-BA-PC纳米颗粒粒径大约为1 μ m， 并和ΡΕ0聚合物之间有良好的界面接触。
[0078] 分析窀聪~ 4一准固杰电解质的电化学夺流阳杭测试
[0079] 为了让测试条件尽量接近实际电池的工作情况，准固态电解质的电化学性能测试 采用了 Papageorgiou等人采用过的薄膜测试模型。一层2δ μ m厚度的复合凝胶电解质与 两片镀钼导电玻璃电极构成对称的二明治结构，如图4所不。
[0080] 分别对含有不同重量比的ZrP-BA-PC纳米颗粒的准固态电解质在薄膜测试模型 中通过交流阻抗法进行了测试。测试的扰动信号振幅为l〇mV，频率范围为1到10 5赫兹。图 5为样品在室温下的电化学阻抗（EIS)图谱（Nyquist plot)。在两个FT0铂电极间每个聚 合物电解质膜的阻抗谱在高频区都有一个压缩的半圆，表示聚合物电解质的本体阻抗。低 频区的直线是由于导电粒子在电解质中扩散引起的。根据图6的Randles等效电路对EIS 进行拟合。在等效电路中Rs表示FT0钼电极的本体阻抗，表示凝胶电解质的传荷阻抗， CDL表示双电层电容。图7给出了五种准固态电解质膜室温下电荷传递阻抗Ret的拟合数 据。
[0081]拟合结果见表1，通过电荷传递阻抗对ZrP-BA-PC的含量作曲线，可以得到图7。从 图7中可以看到，随着ZrP-BA-PC的添加量的少量增加，电荷传递阻抗很快降低，当添加量 为电解液质量的5%时，电荷传递阻抗降到最低值 14〇〇111-2，远远小于没有添加21^-3六^^ 的62 Ω cm2,降低幅度达到了 79%。随着添加量的继续提高，电荷传递阻抗开始增加，这是 由于ZrP-BA-PC的添加量超出渗流阈值后，体系电导率下降的结果。
[0082] 同时，离子电导率可以通过下式来计算：
[0083] 。= 1/ (Rcta)
[0084]式中1和a分别表示准固态电解质膜的厚度和电极接触面积，这里，丨=25 μ m，a =0. 16〇η2。表1中列出了计算得出的各种添加量下的离子电导率。
[0085]表1不同ZrP-BA-PC含量准固态凝胶电解质的电荷传递阻抗（RJ和离子电导率 (〇 )
[0086]
【权利要求】
1. 一种染料敏化太阳能电池，包括电解质和对电极，其中，所述电解质为含有正丁胺/ 碳酸丙烯酯插层α -磷酸锆的准固态电解质，所述对电极为碳对电极。
2. 根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池，其中，所述碳对电极为石墨对电极，所 述石墨对电极中包括炭黑和石墨，所述炭黑的重量为所述石墨重量的20%。
3. 根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池，其中，所述碳对电极为活性炭对电极， 所述活性炭对电极中包括活性炭和炭黑，所述炭黑的重量为所述活性炭的20%。
4. 一种染料敏化太阳能电池的制备方法，包括如下步骤： (1) 准固态电解质的制备： 向酯类有机溶剂中加入Lil，12和磷酸三丁酯形成电解液； 向所述电解液中加入一定比例的正丁胺/碳酸丙烯酯插层α-磷酸锆纳米颗粒，形成 混合物，并将所述混合物超声分散0. 5-2小时，搅拌10-15小时； 向所述混合物中加入胶凝剂，在70-90°C下继续搅拌60-90小时，得到均匀的准固态电 解质； (2) 碳对电极的制备： 在碳材料粉末中加入粘合剂后进行球磨，得到碳浆料； 将所述碳浆料丝网印刷在导电玻璃上形成薄膜； 待所述薄膜平整均匀后，对其进行烘干处理，并对烘干后的薄膜进行烧结，得到具有多 孔碳膜的对电极； (3) 电池组装： 将所述准固态电解质涂覆到染料敏化氧化钛多孔膜光阳极上，并将所述碳对电极压合 到光阳极上形成三明治结构的电池。
5. 根据权利要求4所述的制备方法，其中，所述正丁胺/碳酸丙烯酯插层α-磷酸锆颗 粒的加入量为所述电解液重量的2-15%。
6. 根据权利要求5所述的制备方法，其中，在制备准固态电解质的步骤中，所述正丁胺 /碳酸丙烯酯插层α-磷酸锆颗粒的加入量为所述电解液重量的5%。
7. 根据权利要求4或5所述的制备方法，其中，所述正丁胺/碳酸丙烯酯插层α-磷酸 锆纳米颗粒是按照如下步骤制备得到的： 向α -磷酸锆中加入正丁胺，室温下震荡2-3天后离心，得到固体粉末； 向所述固体粉末中加入含有13-和I-的碳酸丙烯酯溶液，常温下搅拌4-6天后离心， 得到固体颗粒；将该固体颗粒在常温下真空干燥即得到正丁胺/碳酸丙烯酯插层α-磷酸 锫纳米颗粒。
8. 根据权利要求4或5所述的制备方法，其中，所述酯类有机溶剂为碳酸丙烯酯。
9. 根据权利要求4或5所述的制备方法，其中，所述胶凝剂是分子量为60000的聚氧乙 烯。
10. 根据权利要求4或5所述的制备方法，其中，所述碳材料为石墨和炭黑的混合物，所 述炭黑的添加量为所述石墨重量的20%。
【文档编号】H01G9/028GK104240962SQ201410503456
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月25日 优先权日:2014年8月29日
【发明者】陆川, 赵继东, 张明, 廖丹, 黄际彦, 吴涵莹 申请人:电子科技大学成都研究院