一种用于染料敏化太阳能电池的复合膜对电极的制备方法

摘要

一种用于染料敏化太阳能电池的复合膜对电极的制备方法，它涉及染料敏化太阳能电池复合膜对电极的制备方法。本发明解决了现有染料敏化太阳能电池的铂对电极制备成本高的问题。本发明的复合膜对电极由导电基底，二氧化锰薄膜和导电聚合物薄膜组成。本发明的制备方法是：首先配置二氧化锰电泳液，然后在导电基底上电泳沉积二氧化锰薄膜；然后再配置导电聚合物电沉积液，利用循环伏安法在二氧化锰薄膜上沉积导电聚合物薄膜，得到用于染料敏化太阳能电池的复合膜对电极。本发明的复合膜对电极催化性能好，制备方法成本低，基于本发明复合膜对电极的染料敏化太阳能电池的光电转换效率达到3.85％，与现有基于Pt对电极的染料敏化太阳能的相当。

主权项

一种用于染料敏化太阳能电池的复合膜对电极的制备方法，所述用于染料敏化太阳能电池的复合膜对电极由下至上依次由导电基底(1)、二氧化锰薄膜(2)和导电聚合物薄膜(3)通过分子间作用力和原子间作用力的共同作用下连接而成；其特征在于用于染料敏化太阳能电池的复合膜对电极的制备方法是通过以下步骤实现的：一、电泳沉积制备二氧化锰薄膜a、二氧化锰电泳液的配置：将二氧化锰粉末分散在非质子有机溶剂中，然后再加入四丁基氢氧化铵，搅拌24小时后，静置1小时，然后离心，干燥后再将二氧化锰粉末分散于非质子有机溶剂中，然后超声振荡20～40min，再静置20～40min，得到稳定的悬浮状的二氧化锰电泳液，其中两次二氧化锰粉末分散于非质子有机溶剂的比例关系为：二氧化锰粉末质量和非质子有机溶剂体积的比例为6～7g∶350mL，二氧化锰粉末质量与四丁基氢氧化铵体积的比例为6～7g∶150mL；b、二氧化锰薄膜的制备：在二氧化锰电泳液中，以导电基底作为阳极，铂电极作为阴极，阴极与阳极间距离0.5～1.0cm，在直流40～60V电压下，电泳3～5秒，在导电基底上沉积二氧化锰薄膜，然后将沉积有二氧化锰薄膜的导电基底在70℃～90℃下真空干燥3～5h，在导电基底上得到二氧化锰薄膜；二、复合膜对电极的制备a、聚合物单体电沉积液的配置：将导电聚合物单体溶解于三氟化硼乙醚中得到导电聚合物单体电沉积液，导电聚合物单体的浓度为15～20mmol/L；b、复合膜对电极的制备：在导电聚合物单体电沉积液中，以扫描速度为0.05V/s，用电化学工作站以三电极体系，以沉积有二氧化锰薄膜的导电基底作为工作电极，铂电极作为对电极，饱和甘汞电极或者银/氯化银电极作为参比电极，设置初始电位为‑0.8V，在‑0.8V～1.6V的扫描范围内进行循环伏安扫描10～20圈，然后取出工作电极，用去离子水冲洗，再在70℃～90℃下真空干燥10～15h得到二氧化锰/导电聚合物复合膜对电极，即用于染料敏化太阳能电池的复合膜对电极。