[发明专利]原位错时发电的太阳能电池

权利要求书

1.一种原位错时发电的太阳能电池，以阴离子交换膜或聚丙烯纤维制成的无纺布为隔膜， 以碱溶液为电解质；其特征在于，以加载于电极基体上的导电高分子修饰碳载氢氧化钴催化 剂为正极，该电极基体的外侧紧贴作为一侧容器壁的夹板，夹板带有空气通孔；以加载于电 极基体上的光解水储氢材料为负极，负极与作为另一侧容器壁的导电玻璃具有叠加而成的复 层结构，由外至内依次为：导电玻璃、光解水储氢材料层和电极基体；正极上加载的催化剂 层、负极的电极基体分别与隔膜相对安置；正极的电极基体为经憎水处理的碳布或碳纸，负 极的电极基体为泡沫镍、碳布或碳纸；

所述光解水储氢材料，包括作为基体的钛系储氢合金，和附着于基体表面的由锐钛矿型 TiO₂与过渡金属微粒混合构成的薄膜；钛系储氢合金以通式表示为：TiM_aN_b，式中M为过渡 金属V、Cr、Mn、Fe、Co或Ni中的至少一种，N为添加元素Al或Si；a的范围为0～2，b 的范围为0～0.5，即Ti与过渡金属、添加元素的原子比为1∶0～2∶0～0.5；与锐钛矿型TiO₂混合构成薄膜的过渡金属微粒，是与M相同的过渡金属的微粒。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述光解水储氢材料中，锐钛矿型 TiO₂与过渡金属微粒混合构成的薄膜，其膜厚为5～30nm。

3.根据权利要求1或2所述任意一种太阳能电池，其特征在于，所述负极是通过将光解 水储氢材料与粘合剂调制成浆料涂敷于电极基体上，晾干后制得；所述粘合剂为浓度为5wt.％ 的全氟磺酸树脂溶液或聚丙烯醇水溶液。

4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，在导电玻璃与光解水储氢材料层之 间，还设置有一般储氢材料层；该一般储氢材料为ReNi_5-a-bM_aN_b或Zr_1-xTi_xNi_2-a-bM_aN_b，其中 M为过渡金属V、Cr、Mn、Fe、Co或Ni；Re为纯稀土或混合稀土元素；N为添加元素Al 或Si，a的范围为0～1.5；b的范围为0～1；x的范围为0～0.5。

5.根据权利要求4所述的太阳能电池，其特征在于，所述负极的制备方法是：先将一般 储氢材料与粘合剂调制成浆料涂敷于电极基体上，晾干；然后将光解水储氢材料与粘合剂调 制成浆料涂敷于一般储氢材料上，晾干；所述粘合剂为全氟磺酸树脂溶液或聚丙烯醇水溶液， 浓度均为5wt.％。

6.根据权利要求1、2或4所述任意一种太阳能电池，其特征在于，所述正极是通过将 导电高分子修饰碳载氢氧化钴与粘合剂调制成浆料涂敷于经憎水处理的碳布或碳纸上，晾干 后制得；所述粘合剂为浓度为5wt.％的全氟磺酸树脂溶液或聚丙烯醇水溶液。

7.根据权利要求1、2或4所述任意一种太阳能电池，其特征在于，所述电池的结构中， 在负极一侧设有气体导出口。

8.根据权利要求1、2或4所述任意一种太阳能电池，其特征在于，所述碱溶液为氢氧 化钾或氢氧化钠的水溶液，浓度为1～6mol L^-1。

9.根据权利要求1、2或4所述任意一种太阳能电池，其特征在于，所述导电玻璃是氧 化铟锡导电玻璃。