氯铂酸浆料及其制备方法、对电极、染料敏化太阳能电池
本发明公开了一种氯铂酸浆料及其制备方法及使用该浆料制备的染料敏化太阳能电池对电极和染料敏化太阳能电池,该浆料由氯铂酸、异丙醇、松油醇和聚乙二醇组成,该浆料制备过程中松油醇与聚乙二醇混合得到氯铂酸的异丙醇溶液的有机载体,该法制得的氯铂酸浆料在铂对电极表面上厚度一致,均匀性好,提高了电子在对电极上的传输速度和光催化效果,提高了染料敏化太阳能电池的光电转化率。
1991年瑞士洛桑高等工业学院Greatzel教授领导的研宄小组,把纳米多孔T12应用于染料敏化太阳能电池,该研宄取得了突破性进展。自Gratzel教授在实验室小面积(〈0.2cm2)电池取得7.1%的光电转换效率以来,染料敏化太阳能电池引起了越来越多的科学家重视,在2004年小面积电池效率提高到11.04%,目前日本Sharp公司宣布小面积电池达到11.1%。由于DSSC (染料敏化太阳能电池)潜在的应用前景,吸引了众多商业公司和研宄机构投入大量的力量,并加大了具有实用化意义的大面积电池的研宄。
染料敏化太阳能电池主要由光阳极、纳米多孔半导体薄膜、染料敏化剂、电解质和对电极几部分组成。该电池以Ι3_/Γ氧化还原电对为媒介在光阳极和对电极之间传递电荷,在这个媒介再生的循环中,被氧化的物质(12或13_)在对电极上重新被还原为Γ。因此,对电极是染料敏化太阳能电池的重要组成部分,对电极在电池中有两个重要作用:一是收集从光阳极传输过来的电子,二是催化If离子在光阳极的还原反应,对电极起着传输电子和光催化的作用,对电极使电解质界面上的电荷迀移快速高效进行,减小了电子复合几率,抑制了暗电流,提高了电池的光电转换效率。
目前,对电极根据使用材料不同分铂对电极和碳对电极。碳对电极与玻璃基底的结合力较弱,导致电池的光电性能及长期稳定性均较差,因此,铂对电极成为研宄的热点。载铂对电极的制备方法主要有:热解法、磁控溅射和电沉积法等。其中磁控溅射与电沉积所制备的电极铂含量偏高,导致成本增加,而热解法恰恰避免了此种缺陷而成为研宄的焦点。热解法铂对电极制备多采用滴涂法,滴涂法的主要问题在于氯铂酸溶液的粘度小,涂覆时不易控制膜层的厚度和均匀性,致使制备的铂层厚度不一、均匀性差,铂层的面阻不均匀,从而影响电子传输速度和光催化效果,影响光电转换效率,并且重复性较差。