[发明专利]染料敏化太阳电池柔性载Pt对电极的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种染料敏化太阳电池柔性载Pt对电极的制造方法。

背景技术

近年来，由于金属纳米颗粒具有独特的光学、电学、磁学，以及催化等特性，使得金属纳米颗粒表面吸附成为了研究热点之一。对电极作为DSCs的重要组件，通常是将Pt薄膜吸附在导电基底上。对电极的主要作用是将外部电子传输到具有氧化还原电对的电解质中，同时对氧化还原电对的还原过程起到催化作用。

DSCs的研究目前集中在以下几个方面：电子传输过程的理论分析和模型建立，电子传输过程的理论分析和，电子传输过程的理论分析和模型建立，电解质的固态化替代等。在DSCs对电极方面的研究比较少。传统DSCs对电极的制备通常是采用化学热分解的方法，将配制好的氯铂酸溶液均匀的涂覆在导电玻璃基底上，在420℃下恒温30 min，之后自然冷却到80℃，形成具有良好导电和镜面特征的铂电极。但是，对柔性DSCs而言，对电极为PEN/ITO基底，耐高温性能差，在超过150℃时即发生形变或脆裂。为了满足柔性DSCs的工艺，大连理工大学马廷丽等人通过射频磁控溅射的方法低温制备了具有不同厚度的Pt对电极，并指出在Pt厚度为2 nm时的光电转换效率可达5%。随着Pt厚度继续增加，DSCs的光电转换性能变化不再明显。Lee K J等人同样采用射频磁控溅射的方法，在40°时溅射沉积Pt，获得光电转换性能为4.61%的DSCs。

柔性DSCs的对电极主要是用表面涂有铟锡氧化物导电层的聚酯为基底，通过溅射方法在基底表面沉积少量的Pt而形成。虽然Pt对提高DSCs的效率作用明显，但是由于Pt是贵金属，增加了柔性DSCs的制造成本，研究者们开始考虑使用价格低廉、性能较高的碳或者高分子聚合物作为柔性DSCs的对电极。

最近，胡志强报道了以炭黑和氯化聚乙酸乙烯酯为原料，采用丝网印刷法制备了柔性DSCs的碳对电极，且发现掺杂少量石墨粉能提高碳对电极的导电性，电池效率达到0.458%。Lee等人也报道了用PProDOT-Et2取代Pt作为柔性DSCs的对电极。Suzuki等人利用碳纳米管作对电极以取代Pt。Saito等人将聚乙烯二氧噻吩形成在导电基底上以作对电极。

但是，所述磁控溅射制备Pt对电极需要高真空条件，载铂量大，制造成本高；成膜致密，催化性能差，不适于产业化要求。另外，采用碳类材料制备的新型对电极材料组装的DSCs性能明显下降。因此，寻求开发一种工艺简单，载铂量小且均匀度高，性能优良，成本低廉的柔性对电极的制作方法是本行业亟待解决的问题。

故针对现有技术存在的问题，本案设计人凭借从事此行业多年的经验，积极研究改良，于是有了发明染料敏化太阳电池柔性载Pt对电极的制造方法。

发明内容

本发明是针对现有技术中，传统的柔性载Pt对电极制备方法中需要高真空条件，载铂量大，制造成本高；成膜致密，催化性能差，不适于产业化要求，以及采用碳类材料制备的新型对电极材料组装的DSCs性能明显下降等缺陷提供一种染料敏化太阳电池柔性载Pt对电极的制造方法。

为了解决上述问题，本发明提供一种染料敏化太阳电池柔性载Pt对电极的制造方法包括，

执行步骤S1：Pt浆料的制备；所述Pt浆料的制备进一步包括，首先，分别量取氯铂酸，曲通拉，去离子水；然后，将所述氯铂酸、曲通拉、去离子水混合均匀；最后，在所述氯铂酸、曲通拉、去离子水的混合溶液中加入硼氢化钠，并在室温下反应，以获取Pt浆料；

执行步骤S2：载Pt对电极的制备；所述载Pt对电极的制备进一步包括，首先，将具有透明导电氧化物的聚合物基底浸泡在调节剂的水溶液中；然后，从所述水溶液中取出所述具有透明导电氧化物的聚合物基底，并浸入步骤1所制备的Pt浆料中；最后，从所述Pt浆料中取出所述具有透明导电氧化物的聚合物基底并烘干，以获得所述载Pt对电极。

可选的，所述氯铂酸，曲通拉，去离子水的比例分别为量取质量百分比为0.2%~5%的氯铂酸1~20ml，作为分散剂的曲通拉50~500μl，去离子水20~200ml，并在所述氯铂酸、曲通拉、去离子水的混合溶液中加入硼氢化钠2~150mg，室温下反应10~60min；或者各计量为上述配比的相同比例。

可选的，所述氯铂酸，曲通拉，去离子水的比例分别为量取质量百分比为1%的氯铂酸4ml，作为分散剂的曲通拉100μl，去离子水36ml，并在所述氯铂酸、曲通拉、去离子水的混合溶液中加入硼氢化钠23mg，室温下反应30min；或者各计量为上述配比的相同比例。