本发明属于电池中的电极领域,涉及一种纳米cus粉体与多壁碳纳米管复合电极的制备方法。
背景技术:
随着科技的发展,电池的种类越来越多,应用的领域也越来越广泛,人们致力于制造充电更快,电能储量更大的电池。电极作为电池重要的一部分,引起了人们越来越多的关注。
碳纳米管作为一种碳材料具有优异的光电性能,稳定性高,常用作电极材料,并且碳纳米管能够相互交结,形成网状结构,更有利于电子的传输。但是碳纳米管作为对电极,经组装形成的太阳能电池,其光电性能仍然比贵金属pt作为对电极组装的电池低,然而稳定性却比贵金属pt好很多。
金属硫化物半导体,具有良好物理、化学性能,是一种新的作为对电极的材料。cus在聚硫化物电解液系统中展现出非常高的电催化活性,并且在量子点太阳能电池中,与多硫化物电解液、量子点光阳极同为硫元素的体系,避免了三者之间的相互作用,进而提高光电性能。
因此,将多壁碳纳米管与cus结合在一起,利用碳纳米管的稳定性以及导电性,加上cus的优良的电催化性能,利用简单的方法将其结合一起,形成复合粉体,使其达到协同效应,得到操作简单,成本低的电极。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种稳定性比pt好,制备工艺简单,成本比贵金属pt低,适合工业化生产的纳米cus粉体与多壁碳纳米管复合电极的制备方法。本发明提供的纳米cus粉体与多壁碳纳米管复合电极的制备方法,首先制备纳米cus与多壁碳纳米管复合粉体,然后制备溶胶,最终在基体上通过旋涂以及热处理等过程,得到电极。本发明提供的纳米cus粉体与多壁碳纳米管复合电极的制备,生产工艺简单,适合批量化生产,具有优良的电学性能,稳定性高,尤其在太阳能电池领域。
为了实现上述发明的目的,本发明采用以下技术方案予以实现:
纳米cus粉体与多壁碳纳米管复合电极的制备方法,它包括以下步骤:
(1)将酸处理的多壁碳纳米管加入到无水乙醇中,再向其加入na2s,充分搅拌,并配置一定浓度的cu(ch3coo)2乙醇溶液,逐滴加入上述混合物中,在超声下强烈搅拌一段时间,离心,干燥,得到复合粉体;
(2)将复合粉体置于无水乙醇中搅拌,加入适量的分散剂以及粘结剂,并在水浴锅中强烈搅拌,得到胶体;
(3)将胶体均匀的涂覆在事先清洗好的fto导电玻璃上形成薄膜;
(4)待制备好的薄膜干燥后,将涂有薄膜的玻璃基体放入马弗炉中热处理2h得到纳米cus粉体与多壁碳纳米管复合电极。
进一步的,所述步骤(1)中的cu(ch3coo)2乙醇溶液浓度为0.001-0.1mol/l。
进一步的,所述步骤(2)中的纳米cus与多壁碳纳米管复合粉体与无水乙醇的质量比为1:800-1500。
进一步的,所述步骤(2)中的op乳化剂在无水乙醇中的用量为5-15phr。
进一步的,所述步骤(2)中的乙基纤维素的无水乙醇溶液浓度为0.5-3g/ml。
进一步的,所述步骤(2)中的水浴锅温度为50-80℃。
具体实施方式
本实施例所述的纳米cus粉体与多壁碳纳米管复合电极的制备方法包括以下步骤:
1将200mg酸处理的多壁碳纳米管加入到20ml乙醇中,充分搅拌,并将37.53mg的na2s加入其中,继续搅拌;
2取31.20mgcu(ch3coo)2溶于5ml乙醇溶液,超声震荡30min,然后以每秒一滴的速率加入到上述溶液中,并强烈搅拌2h,离心,干燥,得到复合粉体;
3取40mg复合粉体加入到20ml无水乙醇中,超声震荡0.5h,加入1.4ml的op乳化剂做分散剂,继续超声震荡0.5h,加入0.2g乙基纤维素为粘结剂制备悬浮溶液,在70℃的水浴锅中强烈搅拌2h后得到胶体;
4通过旋涂法,将上述溶液均匀的涂覆在fto导电玻璃上,待其晾干,在400℃的马弗炉中烧结2h,最终得到所需的纳米cus粉体与多壁碳纳米管复合电极。