[发明专利]基于二元低铂合金对电极的染料敏化太阳能电池及其制备方法和应用

权利要求书

1.基于低铂合金对电极的染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)、配制浓度为1~5 mol/L的金属盐水溶液，浓度为1~8 mmol/L氯铂酸水溶液和浓度为1~2 mol/L的氯化氢水溶液；

(2)、按体积比为金属盐水溶液：氯铂酸水溶液：氯化氢水溶液：水=1~10：1~5：1~5：10~100，配制成均匀的反应溶液；

(3)、在步骤(2)中的反应溶液中放入清洗干净的FTO或ITO导电玻璃基体作为工作电极、以Ag/AgCl电极为参比电极、以Pt电极为对电极组装成三电极体系，采用电化学沉积法在导电玻璃基体表面沉积均匀的二元低铂合金对电极，将该合金对电极经水洗、干燥，得到干燥的二元低铂合金对电极；

(4)、制备二氧化钛胶体，将二氧化钛胶体涂于FTO或ITO导电玻璃基体上，控制膜厚为5～15 μm，经450°C煅烧制备多孔二氧化钛薄膜；

(5)、将步骤(4)制备的二氧化钛薄膜浸入0.2～0.5 mmol/L的染料中形成染料敏化二氧化钛光阳极；

(6)、将步骤(3)制备的合金对电极和步骤(5)制备的染料敏化二氧化钛光阳极组合，并在中间加入液体电解质组装染料敏化太阳能电池。

2.根据权利要求1所述的基于低铂二元合金对电极的染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)金属盐水溶液中的金属为铁、镍或钴中的一种。

3.根据权利要求1所述的基于低铂二元合金对电极的染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的金属盐为金属氯盐或硝酸盐。

4.根据权利要求1所述的基于二元低铂合金对电极的染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中采用的电化学沉积方法为恒电压法、恒电流法或循环伏安法。

5.根据权利要求1所述的基于二元低铂合金对电极的染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中二氧化钛胶体通过溶胶-水热法制备而成。

6.根据权利要求1所述的基于二元低铂合金对电极的染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中的染料为N719或N3染料。

7.根据权利要求1所述的基于二元低铂合金对电极的染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中的液体电解质由0.01~0.06 mol/L碘、0.08~0.12 mol/L碘化锂、0.4~0.8 mol/L四丁基碘化铵和0.4~0.6 mol/L 4－叔丁基吡啶的乙腈溶液组成。

8.根据权利要求1~7任一项所述的制备方法制得的基于二元低铂合金对电极的染料敏化太阳能电池。

9.根据权利要求8所述的基于二元低铂合金对电极的染料敏化太阳能电池，其特征在于：所述染料敏化太阳能电池的开路电压为700～800 mV、短路电流为16～22 mA·cm-2、填充因子为0.6～0.7、光电转换效率为7.5～11%。

10.根据权利要求8所述的基于二元低铂合金对电极的染料敏化太阳能电池在作为电池组件及电站中的应用。