[发明专利]一种染料敏化太阳能电池铂负载碳化硅对电极的制备方法

权利要求书

1.一种染料敏化太阳能电池铂负载碳化硅对电极的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1）铂负载碳化硅（Pt-SiC）复合对电极材料的制备

a.称量1～3g氯铂酸结晶水合物（H₂PtCl₆·H₂O）溶于90～100mL溶剂中，配制一定浓度的H₂PtCl₆溶液；

b.称量300～500mg纳米碳化硅（SiC）材料，溶于20～30mL醇溶液中，超声混合10～30mins，获得SiC的醇溶液；

c.摄取一定体积的H₂PtCl₆溶液，滴加到SiC的醇溶液中，超声混合10～30mins，得到H₂PtCl₆与纳米SiC的混合醇溶液；

d.摄取一定浓度的NaOH溶液，滴加到如步骤c所述混合醇溶液中，调节溶液的pH值至10～11，超声分散1～2h；

e.将上述超声分散后的溶液移入石英管反应器，将反应器置于微波加热器中，微波加热3～10mins，冷却至室温；

f.用去离子水多次洗涤微波加热反应后的混合溶液，过滤，将沉淀物置于惰性气氛中干燥，获得Pt-SiC复合对电极材料；

2）Pt-SiC对电极薄膜的构建

a.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；

b.将质量份数的Pt-SiC复合对电极材料，加入到分散剂中，添加球磨介质混合分散处理2～4hrs，获得对电极催化材料浆料；

c.将上述浆料涂覆在清洗过的导电玻璃导电面一侧，形成对电极催化层薄膜；

d.将涂覆有Pt-SiC材料的FTO导电玻璃置于管式加热炉中，在惰性气氛下，以1～2℃/min速率升温至400～500℃，保温时间为15～30mins，进行热处理，保持惰性气体流量为0.5L/min，管式加热炉冷却至室温，获得铂负载碳化硅对电极。

2.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池铂负载碳化硅对电极的制备方法，其特征在于，所述溶剂为分析乙醇、去离子水、聚乙二醇、异丙醇、甘戊醇、二甲苯或丙酮中的一种或两种。

3.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池铂负载碳化硅对电极的制备方法，其特征在于，所述H₂PtCl₆溶液与SiC的醇溶液按照质量比为10%～20%：80%～90%的比例混合。

4.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池铂负载碳化硅对电极的制备方法，其特征在于，所述碳化硅为β-SiC，立方结构，纯度大于99%，孔径为30～50nm，平均粒径为40～50nm，比表面积为20～150m²/g，游离硅含量小于0.2%，总氧含量小于0.60%。

5.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池铂负载碳化硅对电极的制备方法，其特征在于，所述NaOH溶液浓度为0.5M或1M。

6.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池铂负载碳化硅对电极的制备方法，其特征在于，所述对电极催化材料浆料是通过下述质量份数的原料制备而成：

Pt-SiC复合对电极材料          0.3～0.5份；

分散剂                        8～10份；

所述分散剂为水、聚乙二醇、曲拉通100、异丙醇、甘戊醇、二甲苯、丙酮、十二烷基硫酸钠或脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或一种以上。

7.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池铂负载碳化硅对电极的制备方法，其特征在于，所述对电极催化层薄膜构建方法为旋涂法、喷涂法、刮涂法和丝网印刷法。

8.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池铂负载碳化硅对电极的制备方法，其特征在于，所述对电极催化层薄膜的厚度需通过控制喷涂时间、旋涂次数、刮涂厚度或印刷层数来控制；所述Pt-SiC对电极催化层薄膜厚度为1～5μm，喷涂时间为10～30s。

9.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池铂负载碳化硅对电极的制备方法，其特征在于，所述惰性气氛的气体为氮气、氢气或两者按照氮气：氢气体积比为2：1的比例混合的气体。