r>[0075]实施例5
[0076]本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例中的铜盐采用溴化铜。
[0077]实施例6
[0078]本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例中的锰盐采用醋酸锰。
[0079]实施例7
[0080]本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例中的硫源采用硫化钠。
[0081 ] 实施例8
[0082]本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于本实施例中铜锰锗硫纳米晶在导电基底上的涂覆方法为喷墨打印法。
[0083]实施例9
[0084]本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于本实施例中铜锰锗硫纳米晶在导电基底上的涂覆方法为丝网印刷方式。
[0085]实施例10
[0086]本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例中的导电基底为不锈钢。
[0087]实施例11
[0088]本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例中的导电基底为柔性导电高分子。
[0089]实施例12
[0090]本实施例中的步骤(4)的采用的方法为采用短链配体对铜锰锗硫纳米晶进行表面配体替换，得到水溶性的铜锰锗硫纳米晶，将水溶性的铜锰锗硫纳米晶溶于水中，经超声分散处理后得到铜锰锗硫纳米晶墨水，短链配体为多硫化铵。
[0091]实施例13
[0092]本实施例与实施例12基本相同，不同之处在于本实施例中的短链配体为乙二硫醇。
[0093]实施例14
[0094]本实施例与实施例12基本相同，不同之处在于本实施例中的短链配体为正丁胺。
[0095]实施例15
[0096]本实施例与实施例12基本相同，不同之处在于本实施例中的短链配体为吡啶。
[0097]实施例16
[0098]本实施例与实施例12基本相同，不同之处在于本实施例中的短链配体为正己酸。
[0099]实施例17
[0100]本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于本实施例中的步骤(I)中的溶剂为正辛胺。
[0101]实施例18
[0102]本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于本实施例中的步骤(I)中的溶剂为十二胺。
[0103]实施例19
[0104]本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于本实施例中的步骤(I)中的溶剂为十六胺。
[0105]实施例20
[0106]本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于本实施例中的步骤(I)中的溶剂为十六胺和十八胺。
[0107]实施例21
[0108]本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于本实施例中的步骤(I)中的溶剂为油酸。
[0109]实施例22
[0110]本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于本实施例中的步骤(I)中的溶剂为二苯醚。
[0111]实施例23
[0112]本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于本实施例中的步骤(I)中的表面活性剂为I，2-十二烷二醇。
[0113]实施例24
[0114]本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于本实施例中的步骤(I)中的表面活性剂为三辛基膦。
[0115]实施例25
[0116]本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于本实施例中的步骤(I)中的表面活性剂为正十二硫醇
[0117]实施例26
[0118]本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于本实施例中的步骤(I)中的表面活性剂为叔十二硫醇。
【主权项】
1.一种染料敏化太阳能电池铜锰锗硫对电极，包括导电基底，其特征在于，导电基底表面涂覆有一层纤锌矿结构的铜锰锗硫纳米晶。2.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池铜锰锗硫对电极，其特征在于，所述的铜猛锗硫纳米晶的粒径为1?I OOnm，铜猛锗硫纳米晶层的厚度为0.01?I Oym。3.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池铜锰锗硫对电极，其特征在于，所述的导电基底包括FTO、ITO、不锈钢、柔性导电高分子或石墨。4.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池铜锰锗硫对电极，其特征在于，所述的纤锌矿结构的铜锰锗硫纳米晶的制备方法包括以下步骤: (1)将铜盐、锰盐、锗源、表面活性剂和溶剂混合，抽真空除水除氧，磁力搅拌，加热到60?120°C并维持0.5?3小时使反应物充分溶解，然后将整个反应体系通入保护气； (2)将上述反应体系加热到130?160°C，迅速注入硫源，之后进一步将体系加热到200?280°C，并保持0.5?6小时； (3)待反应结束，自然冷却至室温，加入破乳剂后进行固液分离操作，得到的沉淀即为铜锰锗硫纳米晶。5.根据权利要求4所述的一种染料敏化太阳能电池铜锰锗硫对电极，其特征在于， 所述的步骤(I)中的加热温度为100°C ； 所述的步骤(2)中将步骤(I)得到的反应体系加热到140°C，注入硫源后加热到280°C; 所述的步骤(3)中的破乳剂为无水乙醇；固液分离采用8000rpm的转速离心分离。6.根据权利要求4所述的一种染料敏化太阳能电池铜锰锗硫对电极，其特征在于，所述的铜盐、锰盐、锗源与硫源的摩尔比为:(2?2.2): (I?1.2): (I?1.2): (4?4.2)。7.根据权利要求4所述的一种染料敏化太阳能电池铜锰锗硫对电极，其特征在于， 所述的铜盐选自硝酸铜、醋酸铜、乙酰丙酮铜、氯化铜、氯化亚铜或溴化铜中的一种或多种； 所述的锰盐选自乙酰丙酮锰、二氯化锰、硝酸锰、醋酸锰或硫酸锰中的一种或多种； 所述的锗源选自四氯化锗、氧化锗或锗粉中的一种或多种； 所述的硫源选自升华硫、正十二硫醇、叔十二硫醇、硫代乙酰胺、二硫化碳或硫化钠中的一种或多种； 所述的溶剂选自正辛胺、十二胺、十六胺、油胺、十八胺、油酸、二苯醚中的一种或几种；所述的表面活性剂选自三辛基氧化膦、I，2-十二烷二醇、三辛基膦、正十二硫醇、叔十二硫醇中一种或几种。8.如权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池铜猛锗硫对电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (a)将铜锰锗硫纳米晶溶于非极性溶剂中，经超声分散处理后得到铜锰锗硫纳米晶墨水； (b)将铜锰锗硫纳米晶墨水涂覆在导电基底表面，然后进行热处理，制得染料敏化太阳能电池铜猛锗硫对电极。9.根据权利要求8所述的一种染料敏化太阳能电池铜锰锗硫对电极的制备方法，其特征在于，所述的步骤(a)还可以采用短链配体对铜锰锗硫纳米晶进行表面配体替换，使铜锰锗硫纳米晶表面携带亲水基团，然后溶于极性溶剂中，经超声分散处理后得到极性溶剂分散的铜锰锗硫纳米晶墨水;所述的短链配体包括多硫化铵、乙二硫醇、正丁胺、吡啶或正己酸。10.根据权利要求8所述的一种染料敏化太阳能电池铜锰锗硫对电极的制备方法，其特征在于， 所述的铜猛锗硫纳米晶墨水的浓度为I?200mg/mL ； 所述的步骤(a)中的非极性溶剂包括三氯甲烷、正己烷或二氯甲烷； 所述的步骤(b)中的涂覆方法包括浸涂、旋涂、刮涂、喷墨打印或丝网印刷，涂覆次数为I?10次； 所述的步骤(b)中的热处理为在氮气、氦气或氩气气氛及常压条件下，控制温度为100?500°(:加热0.5?10小时。
【专利摘要】本发明涉及一种染料敏化太阳能电池铜锰锗硫对电极及其制备方法，该对电极包括导电基底，导电基底表面涂覆有一层纤锌矿结构的铜锰锗硫纳米晶；而对电极的制备是通过在导电衬底上涂覆铜锰锗硫纳米晶墨水来实现。本申请制备的铜锰锗硫纳米晶是通过低温液相法合成，具有尺寸均一、结晶度高、单分散性良好等优点。该方法制备的铜锰锗硫纳米晶是纤锌矿衍生的超晶胞结构，为正交晶系。当用于染料敏化太阳能电池对电极时，对I3-离子的还原表现出良好的催化活性。与现有技术相比，本发明工艺简单，所制备的对电极催化剂不仅催化效果优异，而且价格低廉，制备方法简单，大大降低了染料敏化太阳能电池的生产成本，适合工业化大规模生产。
【IPC分类】H01G9/20, H01G9/042
【公开号】CN105679544
【申请号】CN201610015111
【发明人】黄守双, 宰建陶, 钱雪峰, 何青泉, 马对, 李晓敏, 李波, 王敏, 刘雪娇, 刘园园, 张洋, 张敏敏
【申请人】上海交通大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月11日