一种利用钽基对电极催化材料制备染料敏化太阳能电池对电极的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用钽基对电极催化材料制备染料敏化太阳能电池对电极的方法，包括：1）制备钽基化合物对电极催化材料；2）制备钽基复合物对电极催化材料；3）利用钽基化合物或钽基复合物材料制备对电极催化材料浆料，将对电极催化材料浆料涂在导电玻璃一侧形成对电极催化层薄膜，薄膜热处理得到钽基对电极催化薄膜。该方法中的对电极催化材料，具有优良的催化活性、电化学稳定性和光伏性能，能够取代贵金属Pt电极应用于染料敏化太阳能电池器件。合成的对电极催化材料和构建的对电极薄膜，成本低，操作简单，且与光阳极的制备工艺相容性强。构建的对电极催化剂其性能得到很大提高，保证了电极性能的稳定、可靠和实用，具有应用推广价值。

【技术实现步骤摘要】
一种利用钽基对电极催化材料制备染料敏化太阳能电池对电极的方法
本专利技术属于绿色可再生清洁能源
，具体涉及一种利用钽基对电极催化材料制备染料敏化太阳能电池对电极的方法。
技术介绍
能源短缺和化石燃料使用带来的环境污染是人类社会面临的最大挑战。可再生能源（太阳能、风能、生物质能等）的开发和利用是解决这一问题的关键所在。太阳能作为资源最丰富的可再生能源，其独特的优势和巨大的开发利用潜能使得太阳能电池的开发和利用成为近年来十分重要的研究课题。与硅基和薄膜太阳能电池相比，1991年瑞士科学家M.专利技术的新一代染料敏化太阳能电池（dyesensitizedsolarcell，DSSC），由于其制作成本低、工艺简单、原料丰富、环保、理论能量转换效率高、便于大面积制作、轻质、多彩、柔韧、透明等特点，更具商业开发价值，已经成为世界范围内研究的重点和热点。传统的DSSC主要由纳米晶TiO2光阳极、对电极催化剂、敏化染料及电解质等构成。对电极催化剂的主要作用是：①作为电子接收器，从外电路收集电子；②作为高效的催化剂，还原电解液中的碘离子，促进敏化染料分子的再生。作为DSSC最重要的组成部件之一—本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用钽基对电极催化材料制备染料敏化太阳能电池对电极的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1）钽基化合物对电极催化材料的制备a.将卤化钽和尿素按一定比例，依次投入盛有溶剂的容器中，室温下搅拌至尿素完全溶解，形成均匀稳定的卤化钽尿素混合溶液；b.随后将卤化钽尿素混合溶液置于烘箱中，在80～100℃干燥，形成凝胶；c.将凝胶置于马弗炉中，在惰性气氛下，流量1～4L/min，升温速率120～200℃/h，800～1100℃烧结3～5hrs，获得钽基化合物对电极催化材料；2）钽基复合物对电极催化材料的制备a.在盛有一定量溶剂的容器中加入三嵌段共聚物，搅拌至共聚物完全溶解；随后，按照质量比依次加入酚...

【技术特征摘要】
1.一种利用钽基对电极催化材料制备染料敏化太阳能电池对电极的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)钽基复合物对电极催化材料的制备a.在盛有一定量溶剂的容器中加入三嵌段共聚物，搅拌至共聚物完全溶解；随后，按照质量比依次加入酚类物质、酸、金属卤化钽和醛类物质，搅拌至其完全溶解为均一混合物溶液；b.停止搅拌后，将均一的混合物溶液静置3～14天至溶液分层；c.除去上层溶液，将下层胶状溶液置于烘箱中，在80～100℃下，干燥3～14天，形成多孔状凝胶；d.将多孔状凝胶置于马弗炉中，在惰性气氛下，流量1～4L/min，升温速率120～200℃/h，1000～1300℃烧结3～5hrs，获得钽基复合物对电极催化材料；2)钽基对电极催化薄膜的构建①FTO导电玻璃的清洗处理将FTO导电玻璃依次用异丙酮、乙醇和去离子水反复清洗，然后用过滤净化后的热空气在干燥室内干燥；②对电极催化材料浆料的制备将质量份数的钽基复合物对电极催化材料与球磨介质混合，加入到分散剂中，再加入无机粘结剂，分散处理2～4hrs，获得对电极催化材料浆料；③对电极薄膜的构建用空气喷枪将分散处理后的对电极催化材料浆料，喷涂在清洗过的导电玻璃导电面一侧，形成对电极催化层薄膜；④对电极薄膜的热处理将喷涂有对电极催化材料浆料的FTO导电玻璃置于管式加热炉中，在惰性气氛下，流量3L/min，以2℃/min速率升温至450℃，保温时间为20mins，进行热处理；然后，在惰性气氛下，流量0.5L/min，随炉自然冷却至室温，即得到用于染料敏化太阳能电池钽基对电极薄膜；所述钽基复合物混合物溶液由下述质量比的原料制备而成：所述溶剂为分析纯乙醇与去离子水中的一种或两者按照体积比为1：1或1：2的比例的混合溶液；所述三嵌段共聚物为聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯P123或F127；所述酚类物质为间苯二酚、间苯三酚或苯酚中的一种；所述酸为乙酸或盐酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：云斯宁，杜婷婷，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：