[发明专利]氯铂酸浆料及其制备方法、对电极、染料敏化太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种染料敏化太阳能电池领域，具体涉及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。

背景技术

1991年瑞士洛桑高等工业学院Greatzel教授领导的研究小组，把纳米多孔TiO₂应用于染料敏化太阳能电池，该研究取得了突破性进展。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究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究。

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I₃^-/I^-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(I₂或I₃^-)在对电极上重新被还原为I^-。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I₃^-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迁移快速高效进行，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，铂对电极成为研究的热点。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究的焦点。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。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供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。该制备工艺简单，由该制备方法制备的铂浆料制备的铂对电极铂层厚度均匀一致、重复性好，由该铂对电极制得的染料敏化太阳能电池成本低，光电转换效率高。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种氯铂酸浆料，由以下物质组成：氯铂酸、异丙醇、松油醇和聚乙二醇。

优选的是，所述氯铂酸浆料中聚乙二醇的分子量为2000～20000。

更优选的是，所述氯铂酸浆料中聚乙二醇的分子量为8000～20000。

优选的是，所述氯铂酸浆料的制备过程包括：  配制1mmol/L～20mmol/L的氯铂酸的异丙醇溶液；将聚乙二醇与松油醇按照质量比为(1∶8)～(3∶1)的比例混合，得到有机载体；将氯铂酸的异丙醇溶液与有机载体按照体积比为(2∶1)～(5∶1)的比例混合，得到氯铂酸浆料。

更优选的是，上述聚乙二醇与松油醇按照质量比为(1∶5)～(1∶3)的比例混合。

优选的是，所述有机载体的粘度为2～6Pa.s，氯铂酸浆料的粘度为1～5Pa.s。

本发明还提供了一种氯铂酸浆料的制备方法，包括以下步骤：

(1)配制氯铂酸的异丙醇溶液；将聚乙二醇与松油醇混合，得到有机载体；

(2)将氯铂酸的异丙醇溶液与有机载体混合，得到氯铂酸浆料。

优选的是，所述步骤(1)中配制的氯铂酸的异丙醇溶液的浓度为1 mmol/L～20mmol/L。

优选的是，所述步骤(1)中聚乙二醇的分子量为2000～20000，聚乙二醇与松油醇的质量比为(1∶8)～(3∶1)，得到的有机载体的粘度为2～6Pa.s。

更优选的是，所述步骤(1)中聚乙二醇的分子量为8000～20000，聚乙二醇与松油醇的质量比为(1∶5)～(1∶3)，得到的有机载体的粘度为4～6Pa.s。

优选的是，步骤(1)中的聚乙二醇与松油醇在30～70℃下混合，搅拌0.5～5小时。