一种非铂基透明电极材料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种非铂基透明电极材料及其制备方法和应用。

背景技术：

染料敏化太阳能电池(dscs)的外观色彩丰富、透明度高、效率受入射光影响小，使其在叠层、双面照射和透明型光电器件方面展现出广阔的市场化应用前景。对电极能够起到促进电解质还原作用，是dscs的重要的组成部分。随着科技的不断发展，对dscs的对电极提出了更高的要求，例如对电极需满足高导电性、高催化活性、高透明性、易制备、低成本等要求。目前，dscs常用的对电极为贵金属铂(pt)电极，然而在450℃下高温分解氯铂酸获得的pt电极在可见光区透过率较低(<55％)，且pt材料价格昂贵，导致对电极制造成本占整个电池的60％以上。

技术实现要素：

鉴于此，本发明的目的在于提供一种非铂基透明电极材料及其制备方法和应用，本发明提供的非铂基透明电极材料透明度高且催化活性高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种非铂基透明电极材料，包括fto衬底，位于所述fto衬底表面的钼基透明导电载体膜和位于所述钼基透明导电载体膜表面的非铂过渡金属；所述非铂过渡金属的粒度≤5nm；所述钼基透明导电载体膜的厚度为5～30nm。

优选的，所述非铂过渡金属包括钴、镍、铜或铁。

优选的，所述钼基透明导电载体膜的材质包括mo2c或moo3。

本发明提供了上述技术方案所述非铂基透明电极材料的制备方法，包括以下步骤：

以钼基导电载体作为靶材在fto衬底表面进行磁控溅射，得到fto-钼基透明导电载体膜；

将所述fto-钼基透明导电载体膜置于非铂过渡金属盐溶液中浸渍后在保护气氛下进行煅烧，得到非铂基透明电极材料。

优选的，所述磁控溅射的工作参数包括：反应气体为氩气，压力为0.6～0.8pa，功率为60～80w，温度为20～300℃，时间为0.5～3min。

优选的，所述非铂过渡金属盐溶液中的非铂过渡金属盐包括钴盐、镍盐、铜盐或铁盐；

所述非铂过渡金属盐溶液的浓度为5～20mmol/l。

优选的，所述浸渍的温度为室温，时间为3～5h。

优选的，所述煅烧的温度为400～500℃，升温到所述煅烧的温度的升温速率为400～450℃/min，保温时间为10～15min。

本发明提供了上述技术方案所述非铂基透明电极材料或上述技术方案所述制备方法制备的非铂基透明电极材料在染料敏化太阳能电池中的应用。

本发明提供了一种非铂基透明电极材料，包括fto衬底，位于所述fto衬底表面的钼基透明导电载体膜和位于所述钼基透明导电载体膜表面的非铂过渡金属；所述非铂过渡金属的粒度≤5nm；所述钼基透明导电载体膜的厚度为5～30nm。本发明提供的非铂基透明电极材料以fto(掺杂氟的sno2导电玻璃)作为衬底，透明度高；钼基透明导电载体膜薄、均匀性和透过性良好，而且能够提高非铂过渡金属在钼基透明导电载体膜表面的分散均匀性，提高非铂基透明电极材料的催化活性；非铂过渡金属粒径小、比表面积大，保证了非铂基透明电极材料的高催化活性；本发明提供的非铂基透明电极材料能够保持fto衬底可见光区透过率的97.7％，透过率高，能够满足叠层、双面照射和透明型光电器件对电极的要求。

本发明提供了所述非铂基透明电极材料的制备方法，包括以下步骤：以钼基导电载体作为靶材在fto衬底表面进行磁控溅射，得到fto-钼基透明导电载体膜；将所述fto-钼基透明导电载体膜置于非铂过渡金属盐溶液中浸渍后在保护气氛下进行煅烧，得到非铂基透明电极材料。本发明利用磁控溅射法制备钼基透明导电载体膜，能够实现对钼基透明导电载体膜厚度的控制，提高电极材料的透明度。本发明提供的制备方法，操作简单，成本低，适宜工业化生产。

附图说明

图1为实施例1制备的非铂基透明电极材料的扫描电镜图；

图2为实施例1制备的非铂基透明电极材料的元素分布图，其中，ok为氧元素分布图，ck为碳元素分布图，mol为钼元素分布图，col为钴元素分布图；

图3为实施例1、4～6制备的非铂基透明电极材料的透过率图谱；

图4为fto衬底、实施例1制备的非铂基透明电极材料和对比例1制备的pt电极的透过率图谱；

图5为实施例1制备的非铂基透明电极材料5cm×5cm大小的大面积透明对电极光学照片；

图6为实施例1和实施例7制备的非铂基透明电极材料的塔菲极化曲线图；

图7为实施例1、4～6制备的非铂基透明电极材料的塔菲极化曲线图；

图8为实施例1制备的非铂基透明电极材料、对比例1制备的pt电极的塔菲极化曲线图；

图9为实施例1制备的非铂基透明电极材料、对比例1制备的pt电极的电化学阻抗谱图；

图10为基于实施例1制备的非铂基透明电极材料、对比例1制备的pt电极的dscs的正反面照射的伏安特性曲线图；

图11为太阳能电池的电流-电压曲线示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种非铂基透明电极材料，包括fto衬底，位于所述fto衬底表面的钼基透明导电载体膜和位于所述钼基透明导电载体膜表面的非铂过渡金属；所述非铂过渡金属的粒度≤5nm；所述钼基透明导电载体膜的厚度为5～30nm。

在本发明中，所述fto衬底的厚度优选为1～3mm，更优选为1.5～2.5mm，最优选为2～2.2mm。

在本发明中，所述钼基透明导电载体膜的材质优选包括mo2c或moo3。在本发明中，所述mo2c和moo3的纯度独立的优选≥99.99％。在本发明中，所述钼基透明导电载体膜的厚度为5～30nm，优选为10～25nm，更优选为15～20nm。

在本发明中，所述非铂过渡金属优选包括钴、镍、铜或铁。在本发明中，所述非铂过渡金属的粒度≤5nm。在本发明中，非铂过渡金属在钼基透明导电载体膜的表面优选以纳米团簇形式分布。

本发明提供了上述技术方案所述非铂基透明电极材料的制备方法，包括以下步骤：

以钼基导电载体作为靶材在fto衬底表面进行磁控溅射，得到fto-钼基透明导电载体膜；

将所述fto-钼基透明导电载体膜置于非铂过渡金属盐溶液中浸渍后在保护气氛下进行煅烧，得到非铂基透明电极材料。

在本发明中，若无特殊说明，所有的原料组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。

本发明以钼基导电载体作为靶材在fto衬底表面进行磁控溅射，得到fto-钼基透明导电载体膜。

本发明对于所述fto衬底的尺寸没有特殊限定，优选根据实际需要进行调整；在本发明的实施例中，所述fto衬底的尺寸优选为(1～6)cm×(1～6)cm，更优选为(1.5～5)cm×(1.5～5)cm。在本发明中，所述fto衬底在使用前，优选还包括对fto衬底进行预处理，所述预处理优选包括依次进行的洗洁精洗、丙酮洗、乙醇洗、干燥和紫外臭氧照射处理。在本发明中，所述洗洁精洗、丙酮洗、乙醇洗均优选在超声条件下进行，本发明对于超声的功率没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的超声功率即可，所述洗洁精洗、丙酮洗、乙醇洗的时间独立的优选为10～20min，更优选为15min。在本发明中，所述干燥的方式优选为吹干。在本发明中，所述紫外臭氧照射处理优选利用uv光清洗机进行，所述紫外臭氧照射处理的功率优选为20～30mw/cm²，更优选为25mw/cm²；紫外臭氧照射处理的紫外光波长优选为185～254nm；所述紫外臭氧照射处理的时间优选为10～20min，更优选为15min。在本发明中，经过上述预处理，能够除去fto衬底表面的有机污染物杂质。

在本发明中，所述靶材优选包括mo2c靶或moo3靶。在本发明中，所述mo2c靶和moo3靶的纯度独立的优选≥99.99％。

在本发明中，所述磁控溅射在磁控溅射室内进行；所述磁控溅射前优选还包括固定靶材，关闭靶材挡板和基底挡板后进行预磁控溅射，所述预磁控溅射完成后，再打开靶材挡板和基底挡板，在fto衬底进行磁控溅射。在本发明中，所述预磁控溅射的工作参数包括：反应气体优选为氩气；所述反应气体的压力优选为0.6～0.8pa，更优选为0.65～0.75pa，最优选为0.7pa；所述预磁控溅射的功率优选为60～80w，更优选为65～75w，最优选为70w；所述预磁控溅射的温度优选为20～300℃，更优选为50～250℃，最优选为100～200℃；所述预磁控溅射的时间优选为5～30min，更优选为10～25min，最优选为15～25min。在本发明中，所述预磁控溅射能够进一步去除钼基导电载体靶材表面的杂质，从而提高所得钼基透明导电载体膜的纯度。

在本发明中，所述磁控溅射的工作参数包括：反应气体优选为氩气；所述反应气体的压力优选为0.6～0.8pa，更优选为0.65～0.75pa，最优选为0.7pa；所述磁控溅射的功率优选为60～80w，更优选为65～75w，最优选为70w；所述磁控溅射的温度优选为20～300℃，更优选为50～250℃，最优选为100～200℃；所述磁控溅射的时间优选为0.5～3min，更优选为1～2.5min，最优选为1.5～2.5min。

所述磁控溅射后，本发明优选还包括将所述磁控溅射后的产物冷却至室温，得到fto-钼基透明导电载体膜。本发明对于所述冷却的方式没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的冷却方式即可。

得到fto-钼基透明导电载体膜后，本发明将所述fto-钼基透明导电载体膜置于非铂过渡金属盐溶液中浸渍后在保护气氛下进行煅烧，得到非铂基透明电极材料。

在本发明中，所述非铂过渡金属盐溶液中的非铂过渡金属盐优选包括钴盐、镍盐、铜盐或铁盐；所述钴盐优选包括硝酸钴或氯化钴；所述镍盐优选包括硝酸镍或氯化镍；所述铜盐优选包括硝酸铜或氯化铜；所述铁盐优选包括硝酸铁或氯化铁。在本发明中，所述非铂过渡金属盐溶液中的溶剂优选包括超纯水、无水乙醇或异丙醇。在本发明中，所述非铂过渡金属盐溶液优选为硝酸钴水溶液、硝酸钴乙醇溶液、硝酸钴异丙醇溶液、氯化钴水溶液、氯化钴乙醇溶液、氯化钴异丙醇溶液、硝酸镍水溶液、硝酸镍乙醇溶液、硝酸镍异丙醇溶液、氯化镍水溶液、氯化镍乙醇溶液、氯化镍异丙醇溶液、硝酸铜水溶液、氯化铜水溶液、氯化铜乙醇溶液、氯化铜异丙醇溶液、硝酸铁水溶液、硝酸铁乙醇溶液、硝酸铁异丙醇溶液、氯化铁水溶液、氯化铁乙醇溶液或氯化铁异丙醇溶液。在本发明中，所述非铂过渡金属盐溶液的浓度优选为5～20mmol/l，更优选为8～18mmol/l，最优选为10～15mmol/l。本发明对于所述非铂过渡金属盐溶液的用量没有特殊限定，能够将钼基透明导电载体膜浸没即可。

在本发明中，所述非铂过渡金属盐溶液优选现用现配，所述非铂过渡金属盐溶液的配制方法优选包括以下步骤：将非铂过渡金属盐和溶剂混合，得到非铂过渡金属盐溶液。在本发明中，所述混合优选为搅拌混合，本发明对于所述搅拌混合的速度和时间没有特殊限定，能够将非铂过渡金属盐完全溶解于溶剂中即可。

在本发明中，所述浸渍的温度优选为室温；时间优选为3～5h，更优选为3.5～4.5h，最优选为4h。在本发明中，所述浸渍优选在密封条件下进行，本发明在密闭条件下进行浸渍，能够尽量避免空气中氧气的影响，同时还能减少非铂过渡金属盐溶液中溶剂的挥发。在本发明中，所述浸渍过程中，非铂过渡金属离子通过静电吸附作用负载在所述钼基透明导电载体膜表面。

所述浸渍后，本发明优选还包括将所述浸渍的产物依次进行水洗和干燥。在本发明中，所述水洗优选为水冲洗，本发明对于所述水洗的时间没有特殊限定，能够将所述浸渍的产物表面的非铂过渡金属盐溶液清洗干净即可。在本发明中，所述干燥优选为吹干，所述吹干优选利用气枪进行。

本发明对于所述保护气氛没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的保护气氛即可，具体如氮气。在本发明中，所述煅烧的温度优选为400～500℃，更优选为420～480℃，最优选为450～460℃；升温到所述煅烧的温度的升温速率优选为400～450℃/min，更优选为410～440℃/min，最优选为420～430℃/min；保温时间优选为10～15min，更优选为11～14min，最优选为12～13min。在本发明中，所述煅烧过程中，非铂过渡金属盐发生热分解，得到非铂过渡金属颗粒。

所述煅烧后，本发明优选还包括将所述煅烧后的产物冷却至室温，得到非铂基透明电极材料。本发明对于所述冷却的方式没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的冷却方式即可。

本发明提供了上述技术方案所述非铂基透明电极材料或上述技术方案所述制备方法制备的非铂基透明电极材料在染料敏化太阳能电池中的应用。

在本发明中，所述染料敏化太阳能电池的组成为：光阳极为负载有染料的多孔膜，电解质为氧化还原电解质，所述非铂基透明电极材料为对电极。

在本发明中，所述染料优选包括n719染料或y123染料。在本发明中，所述多孔膜优选包括tio2。

在本发明中，所述光阳极的制备方法优选包括以下步骤：

(1)将fto置于金属盐水溶液浸泡后第一保温和第一干燥，得到前处理fto；

(2)将所述多孔膜浆料涂覆于所述前处理fto表面，置于金属盐水溶液中浸泡后第二保温和第二干燥，得到多孔膜；

(3)将所述多孔膜进行退火后浸泡于染料溶液中，得到光阳极。

本发明将预处理后的fto置于金属盐水溶液浸泡后第一保温和第一干燥，得到前处理fto。

在本发明中，所述fto在使用期优选进行预处理，所述预处理的方法优选与上述非铂基透明电极材料的制备过程中fto衬底的预处理方法相同，在此不再赘述。

在本发明中，所述步骤(1)和步骤(2)中的金属盐水溶液中的金属优选与所述多孔膜中的金属种类相同，更优选为ticl4水溶液；所述金属盐水溶液的浓度优选为30～50mmol/l，更优选为35～45mmol/l，最优选为40mmol/l。

在本发明中，所述第一保温的温度优选为60～80℃，更优选为65～75℃，最优选为70℃；时间优选为20～40min，更优选为25～35min，最优选为30min。

在本发明中，所述第一干燥的方式优选为吹干。

得到前处理fto后，本发明将所述多孔膜浆料涂覆于所述前处理fto表面，置于金属盐水溶液中浸泡后第二保温和第二干燥，得到多孔膜。

在本发明中，所述涂覆的方式优选为丝网印刷法刮涂。

在本发明中，所述第二保温的温度优选为60～80℃，更优选为65～75℃，最优选为70℃；时间优选为10～30min，更优选为15～25min，最优选为20min。

在本发明中，所述第一干燥的方式优选为吹干。

在本发明中，所述多孔膜的厚度优选为9～13μm，更优选为10～12μm，最优选为11μm。本发明将所述多孔膜的厚度控制在上述范围内，有利于染料能够充分吸收太阳光以及增加太阳光的利用率。

得到多孔膜后，本发明将所述多孔膜进行退火后浸泡于染料溶液中，得到光阳极。

在本发明中，所述退火的温度优选为450～550℃，更优选为480～520℃，最优选为500℃；时间优选为20～40min，更优选为25～35min，最优选为30min。在本发明中，所述退火优选在电阻炉中进行。

所述退火后，本发明优选还包括冷却。在本发明中，所述冷却后的温度优选为90～100℃，更优选为95～105℃，最优选为100℃。本发明对于所述冷却的方式没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的冷却方式即可。

在本发明中，所述染料溶液优选包括n719染料溶液或y123染料溶液；所述染料溶液的浓度优选为280～320μmol/l，更优选为290～310μmol/l，最优选为300μmol/l。

在本发明中，所述浸泡的时间优选为22～26h，更优选为23～25h，最优选为24h。

所述浸泡后，本发明优选还包括将所的材料取出后干燥。在本发明中，所述干燥的方式优选为吹干。

在本发明中，所述氧化还原电解质优选包括i^-/i3^-氧化还原电解质或[co(phen)3]^3+/2+氧化还原电解质，所述i^-/i3^-氧化还原电解质的溶液的组成优选为1,3-二甲基咪唑碘盐、硫氰酸胍、碘单质、碘化锂、4-叔丁基吡啶和溶剂；所述1,3-二甲基咪唑碘盐的浓度优选为0.4～0.8mol/l，更优选为0.5～0.7mol/l，最优选为0.6mol/l；所述硫氰酸胍的浓度优选为0.05～0.2mol/l，更优选为0.1～0.15mol/l，最优选为0.1mol/l；所述碘单质的浓度优选为0.01～0.05mol/l，更优选为0.02～0.04mol/l，最优选为0.03mol/l；所述碘化锂的浓度优选为0.04～0.06mol/l，更优选为0.045～0.055mol/l，最优选为0.05mol/l；所述4-叔丁基吡啶的浓度优选为0.3～0.7mol/l，更优选为0.4～0.6mol/l，最优选为0.5mol/l；所述溶剂优选为乙腈和戊腈的混合溶剂，所述乙腈和戊腈的体积比优选为(83～87)：(13～17)，更优选为(84～86)：(14～16)，最优选为85:15。

下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

将厚度为2.2mm的fto衬底分别在洗洁精、丙酮和乙醇中超声清洗15min，取出后吹干，紫外臭氧照射处理15min，得到预处理fto衬底；

将所述预处理fto衬底置于磁控溅射室内，固定mo2c靶材，关闭靶材挡板和基底挡板后进行预磁控溅射5min，打开靶材挡板和基底挡板后，在预处理fto衬底进行磁控溅射2min，冷却至室温，得到厚度约为15nm的mo2c导电载体膜；所述预磁控溅射和磁控溅射的工作参数：氩气为反应气，反应气的压力为0.8pa，功率为60w，温度为200℃；

将0.0436gco(no3)2·6h2o和15ml超纯水搅拌混合15min，得到硝酸钴水溶液(浓度为10mmol/l)；将所述mo2c导电载体膜置于硝酸钴水溶液中在室温、密封条件下浸渍3h，水冲洗后气枪吹干，然后在氮气保护下，以430℃/min的速率升温至450℃后煅烧保温10min，得到非铂基透明电极材料(简写为co-mo2c)。

本实施例制备的co-mo2c的扫描电子显微镜(sem)如图1所示，从图1中可见清晰的fto表面形貌，未见其他信号，说明载体mo2c与负载的金属co的颗粒都很小(小于10nm)。

本实施例制备的co-mo2c的对应元素分布图(mapping图)如图2所示，其中，ok为氧元素分布图，ck为碳元素分布图，mol为钼元素分布图，col为钴元素分布图。从图2中可见有明显的mo、co元素信号，且均匀分散在fto上，说明co均匀负载于mo2c导电载体上。

实施例2

按照实施例1的方法制备非铂基透明电极材料，与实施例1的区别在于，将硝酸钴水溶液替换为硝酸钴的乙醇溶液。

实施例3

按照实施例1的方法制备非铂基透明电极材料，与实施例1的区别在于，将硝酸钴水溶液替换为硝酸钴的异丙醇溶液。

实施例4

按照实施例1的方法制备非铂基透明电极材料，与实施例1的区别在于，将co(no3)2·6h2o替换为ni(no3)2·6h2o，硝酸镍水溶液的浓度为10mmol/l；得到非铂基透明电极材料(简写为ni-mo2c)。

实施例5

按照实施例1的方法制备非铂基透明电极材料，与实施例1的区别在于，将0.0436gco(no3)2·6h2o替换为0.0362gcu(no3)2·3h2o，硝酸铜水溶液的浓度为10mmol/l；得到非铂基透明电极材料(简写为cu-mo2c)。

实施例6

按照实施例1的方法制备非铂基透明电极材料，与实施例1的区别在于，将0.0436gco(no3)2·6h2o替换为0.0606gfe(no3)2·9h2o，硝酸铁水溶液的浓度为10mmol/l；得到非铂基透明电极材料(简写为fe-mo2c)。

实施例7

按照实施例1的方法制备非铂基透明电极材料，与实施例1的区别在于，将mo2c靶材替换为moo3靶材，得到moo3导电载体膜，所得非铂基透明电极材料简写为co-moo3。

对比例1

将纯度为99.7％的h2ptcl6·6h2o溶解于异丙醇溶剂中，搅拌均匀，得到浓度为10mmol/l的氯铂酸异丙醇溶液；

将厚度为2.2mm的fto衬底分别在洗洁精、丙酮和乙醇中超声清洗15min，取出后吹干，紫外臭氧照射处理15min，得到预处理fto衬底；

将所述预处理fto衬底置于旋涂仪吸盘上，抽真空固定，在700r/min下旋涂3s后加速到1500r/min旋涂30s，滴加50μl氯铂酸异丙醇溶液进行旋涂，然后在450℃热盘上加热10min后冷却至室温，重复5次上述操作，得到铂电极材料(简写为pt)。

测试例

(1)透过率测试

实施例1、4～6制备的非铂基透明电极材料的透过性如图3和表1所示，fto衬底、实施例1制备的co-mo2c和对比例1制备的pt的透过性如图4和表1所示；实施例1制备的co-mo2c的光学照片如图5所示。

表1fto衬底、实施例1、4～6以及对比例1制备的电极的透过性

由表1和图3～4中可知，本发明制备的co-mo2c、ni-mo2c、cu-mo2c和fe-mo2c在可见光范围内具有高的透过率，相对于fto衬底的透过率仅仅下降了2％左右；实施例1制备的co-mo2c与对比例1制备的pt电极相比透过率有明显提高；从图5中也可以看出实施例1制备的co-mo2c具有优异的光学透过率。

(2)电催化性能测试

实施例1和实施例7制备的非铂基透明电极材料的塔菲极化曲线如图6所示，实施例1、4～6制备的非铂基透明电极材料的塔菲极化曲线如图7所示，塔菲极化曲线中，塔菲区阴极分支切线和平衡电位的交点为交换电流密度j0，j0越高，电极电催化效果越好；由图6中可知，以mo2c为载体的非铂基透明电极材料的电催化活性更高；由图7可知，不同非铂过渡金属的电极材料的电催化活性稍有差异，其中，催化活性依次为co-mo2c＞cu-mo2c＞ni-mo2c＞fe-mo2c，co-mo2c催化剂性能最优。

实施例1制备的co-mo2c和对比例1制备的pt的塔菲极化曲线如图8所示，电化学阻抗图谱如图9所示，其中内插图为等效拟合电路图。交换电流密度j0和电化学阻抗谱中得到的电荷转移电阻rct成反比关系，具体公式为rct＝rt/nfj0，其中r为气体常数，t为测试温度(25℃)，n为电子转移数目，f为法拉第常量。由图8～9可知，实施例1制备的透明对电极的电荷转移电阻为10.05ω·cm²，对比例1制备的pt的电荷转移电阻为5.20ω·cm²，说明，与对比例1制备的pt电极相比，实施例1制备得到的透明对电极具有相当的电催化活性。

(3)光电转换效率测试

染料敏化太阳能电池：光阳极为负载有n719染料的tio2多孔膜，电解质为i^-/i3^-氧化还原电解质，对电极分别为实施例1制备的co-mo2c和对比例1制备的pt。

对太阳能电池而言，短路电流jsc、开路电压voc，填充因子ff和转换效率η是4个最重要的参数。一个标准模拟太阳光(100mw·cm^-2，am1.5g)下染料敏化太阳能电池的伏安特性曲线图如图10和表2所示，其中，正面照射命名为co-mo2c-f、pt-f，背面照射命名为co-mo2c-r、pt-r。

表2染料敏化太阳能电池的伏安特性曲线

由图10和表2可知，实施例1制备得到的co-mo2c为对电极的电池其短路电流密度jsc为13.0ma·cm^-2，开路电压voc为0.70v，填充因子ff为0.65，背面照射与正面照射效率之比为76％，与pt电极(59％)相比，有明显的提高，说明高透过率的对电极可以明显减少背面照射时的光吸收，进而提高光利用率，为新型染料敏化太阳能电池的发展提供了参考。

实施例8

染料敏化太阳能电池的组成为：光阳极为负载有n719染料的tio2膜，电解质为i^-/i3^-氧化还原电解质，实施例1制备的co-mo2c为对电极。

将厚度为2.2mm的fto衬底分别在洗洁精、丙酮和乙醇中超声清洗15min，取出后吹干，紫外臭氧照射处理15min，置于40mm的ticl4水溶液中浸泡，在70℃烘箱中保温30min，取出后吹干，得到前处理fto；利用丝网印刷法将tio2浆料(购买于营口奥匹维特新能源科技有限公司，平均粒径为30nm)刮在所述前处理fto的表面，得到厚度为11μm的tio2膜；将所述tio2膜置于40mm的ticl4水溶液中浸泡，在70℃烘箱中保温20min，取出后吹干，置于电阻炉中在500℃条件下退火30min，待电阻炉温度降至100℃时取出，置于300μm的n719染料中浸泡24h后取出吹干，得到光阳极。

氧化还原电解质的电解液组成：0.6mol/l的1,3-二甲基咪唑碘盐、0.1mol/l的硫氰酸胍、0.03mol/l的碘单质、0.05mol/l的碘化锂、0.5mol/l的4-叔丁基吡啶，溶剂为体积比为85:15的乙腈和戊腈。

为了说明短路电流、开路电压、填充因子和光电转化效率的关系，测试电流随电压的变化关系，如图11所示，其中，电流-电压曲线的测试条件：由keithley2400源表测试，在一个标准太阳光下，光强为100mw/cm²照射染料敏化太阳能电池，光照面积为0.1256cm²，施加0～0.8v的电压。

短路电流jsc：在光照时电路状态处于短路时的电流密度(电池电流大小与面积有关，故一般使用电流密度)，在图11中由v＝0时纵坐标截距可以得出。

开路电压voc：光照时电路处于开路时(外电路电阻足够大)时染料敏化太阳能电池的电压，在图11中由jsc＝0时横坐标截距可以得出。

填充因子ff，计算公式为：

光电转化效率：是评判dscs电池好坏的标准，是器件在光照条件下最大输出功率与入射功率的比值，光电转化效率η的计算公式为：

染料敏化太阳能电池的填充因子ff＝0.78，jsc＝15.97ma/cm²，voc＝0.67，η＝8.37％。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。