[发明专利]一种太阳能电池与超级电容器的集成器件及其制备方法

摘要

本发明属于能量转化与储存器件技术领域，具体为一种全固态具有同轴结构的纤维状染料敏化太阳能电池与超级电容器的集成器件及其制备方法。本发明采用阳极氧化表面长有有序二氧化钛纳米管的钛丝和有序排列的碳纳米管膜作为太阳能电池和超级电容器的两极，两极间夹塑晶体固态电解质或高分子凝胶状电解质分别作为染料敏化太阳能电池和超级电容器的固态电解质。本发明在一根钛丝上实现固态的染料敏化太阳能电池和超级电容器的集成，该器件集成了能量转化和储存功能；同时，该纤维状集成器件具有良好的柔性，易于编织和集成到其他电子器件中，从而具有很好的应用前景。

主权项

一种同轴结构太阳能电池与超级电容器的集成器件的制备方法，该集成器件采用阳极氧化表面长有有序二氧化钛纳米管的钛丝和有序排列的碳纳米管膜作为太阳能电池和超级电容器的两极，两极间夹塑晶体固态电解质和高分子凝胶状电解质分别作为染料敏化太阳能电池和超级电容器的固态电解质；其特征在于具体步骤为：（1）首先，将钛丝进行阳极氧化，使其表面生成高度有序的二氧化钛纳米管，并进行退火处理，然后浸泡，再退火处理，然后将中间一小段的二氧化钛纳米管除掉裸露出钛丝作为电极；（2）经上述步骤处理的钛丝，先将其一半在其内部及表面均匀包覆一层聚乙烯醇/磷酸复合凝胶状电解质；在凝胶状电解质外面包裹碳纳米管膜；在碳纳米管膜外再包覆一层聚乙烯醇/磷酸复合凝胶状电解质，即得到一种纤维状超级电容器；（3）然后，将经阳极氧化的钛丝的另一半用染料进行浸泡12‑16小时；再在其表面包覆一层碳纳米管膜；用熔融的固态电解质填充和包覆，从而形成固态染料敏化太阳能电池。