[发明专利]一种对电极材料及其制备方法、染料敏化太阳能电池

说明书

本申请实施例提供了一种对电极材料及其制备方法、染料敏化太阳能电池，涉及电池技术领域，能够降低对电极材料及染料敏化太阳能电池的制作成本。其中，对电极材料由生物质炭和过渡金属碳化物组成，所述过渡金属碳化物为碳化钛或者碳化钨。一方面，由于生物质炭也具备催化还原能力，且生物质炭具备大面积多孔形态，通过将过渡金属碳化物复合在生物质炭上，能够增加过渡金属碳化物的催化还原能力。从而保证利用该对电极材料制作的太阳能电池能够提高光电效率。另一方面，采用由生物质炭和过渡金属碳化物的复合物作为对电极材料，相对于贵重的金属铂来说，成本大大降低。

技术领域

本申请涉及电池技术领域，更具体地说，涉及一种对电极材料及其制备方法、染料敏化太阳能电池。

背景技术

染料敏化太阳能电池相比传统的硅基太阳能电池具有成本低廉、工艺简单、性能稳定的优点，是将来极具实际应用价值的太阳能电池。染料敏化太阳能电池主要由光阳极、染料敏化剂、电解液和对电极四部分组成。常规的对电极为铂电极，然而铂电极的价格高昂，使用铂电极会提高染料敏化太阳能电池的成本。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种对电极材料及其制备方法、染料敏化太阳能电池，以解决现有技术中染料敏化太阳能电池成本较高的技术问题。

第一方面，本申请提供一种对电极材料，由生物质炭和过渡金属碳化物组成，其中，所述过渡金属碳化物为碳化钛或者碳化钨。

本申请提供的对电极材料，由生物质炭和过渡金属碳化物组成，一方面，由于生物质炭也具备催化还原能力，且生物质炭具备大面积多孔形态，通过将过渡金属碳化物复合在生物质炭上，能够增加过渡金属碳化物的催化还原能力。从而保证利用该对电极材料制作的太阳能电池能够提高光电效率。另一方面，采用由生物质炭和过渡金属碳化物的复合物作为对电极材料，相对于贵重的金属铂来说，成本大大降低。因此采用由生物质炭和过渡金属碳化物的复合物作为对电极材料能够在保证电池光电效率的情况下，降低太阳能电池的成本。

第二方面，本申请提供一种对电极材料的制备方法，包括：

在第一化学物的乙醇溶液中加入尿素搅拌，使得尿素和第一化学物反应，得到过渡金属碳化物的前驱体溶液，其中，所述第一化学物为四氯化钛，所述过渡金属碳化物为碳化钛，或者，所述第一化学物为偏钨酸铵，所述过渡金属碳化物为碳化钨；

将生物质炭在所述过渡金属碳化物的前驱体溶液中溶解，得到混合液；

将所述混合液干燥至胶状后研磨成粉末；

在保护气体环境下煅烧所述粉末，得到所述过渡金属碳化物和所述生物质炭的复合物，所述复合物为所述对电极材料。

可选的，所述四氯化钛和所述尿素的摩尔比为1：11～13。

可选的，所述偏钨酸铵和所述尿素的质量比为0.8～1：1。

可选的，所述四氯化钛的乙醇溶液的制备过程包括：

将水合四氯化钛加入无水乙醇中搅拌，直至溶液由白色变为无色，得到所述四氯化钛的乙醇溶液。

可选的，所述偏钨酸铵的乙醇溶液的制备过程包括：

将偏钨酸铵加入无水乙醇中搅拌，直至溶液由白色变为无色，得到所述偏钨酸铵的乙醇溶液。

可选的，所述生物质炭的制备过程包括：

将草木烘干并粉碎成草木粉末；

在150～200℃温度下将所述草木粉末在密封环境中加热10～15小时，得到所述生物质炭的中间产物；

清洗并干燥所述中间产物，得到所述生物质炭。