[发明专利]具有光电转换功能壁纸及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于环保节能壁纸及其制备方法领域，特别是涉及一种具有光电转换功能壁纸及其制备方法。 

背景技术

随着环境污染的加剧及能源危机的逐渐加重，各国纷纷考虑开发新的能源，光能的普遍性和环保性使其成为最有前景的新兴能源。目前，太阳能电池主要分为硅系太阳能电池、化合物薄膜太阳能电池、染料敏化太阳能电池(DSC)等。其中，DSC电池价格低廉、外形美观、电转换效率稳定，且在散漫光的作用下也能产生电流。这意味着DSC电池在建筑物内也可以搜集光线发电，从而实现建筑的节能减排。 

随着社会的进步，物质生活的不断提高，家居生活一定程度上走向了精致化、品质化，更多的墙纸也将会作为墙饰材料得到应用。墙纸具有应用面积大，室内受光面大的特点。如果把不同颜色和图案的柔性DSC电池制备到家装壁纸中，通过改变DSC电池所用光敏染料的种类，保证染料敏化太阳能电池的最大感光度；同时通过优化壁纸图案和DSC电池形状颜色，使DSC电池融合到壁纸整体设计中。广泛生产应用外观精美且能利用建筑物内光能高效发电的壁纸能实现建筑节能减排。然而，目前还没有关于利用建筑物内光能发电的壁纸报道，市场上关于相关壁纸产品也鲜有出售。 

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提出一种具有光电转换功能壁纸及其制备方法。 

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的： 

一种具有光电转换功能壁纸，包括壁纸和以壁纸为衬底的染料敏化太阳能电池，其中，所述壁纸为纯纸壁纸、无纺布壁纸、塑料壁纸和高填充环保壁纸中的至少一种。 

一种具有光电转换功能壁纸的制备方法，包括以下步骤： 

第一步：采用磁控溅射、或喷涂、或化学镀、或丝网印刷、或浸镀、或超声镀、或旋涂，在柔性透明导电聚合物衬底上制备一层5～50μm的纳米氧化物多孔薄膜，以制备具有光电转换功能壁纸中染料敏化太阳能电池的光阳极； 

第二步：在第一步得到的纳米氧化物多孔薄膜上通过丝网印刷、或浸镀、或喷涂、或打印、或超声镀、或旋涂工艺制备一层光敏染料，并避光敏化1～25小时，取出后用乙醇浸泡数 分钟，洗去表面物理吸附的光敏染料，在暗处自然晾干，得到染料敏化太阳能电池敏化的光阳极； 

第三步：制备具有光电转换功能壁纸中染料敏化太阳能电池的对电极； 

(1)采用丝网印刷、或打印、或喷涂工艺在壁纸上制备具有一定图案的柔性透明导电涂层，或在壁纸上粘附一层柔性透明导电聚合物； 

(2)通过丝网印刷、或打印、或喷涂工艺在柔性透明导电聚合物层或柔性透明导电涂层上制备一层1～5μm催化剂，以制备染料敏化太阳能电池的对电极； 

第四步：采用丝网印刷、或打印、或喷涂工艺在对电极表面周围制备一层密封材料，密封材料宽为0.1～1mm，厚为20～80μm； 

第五步：把液体电解液滴加或把准固态电解质通过丝网印刷、或打印、或喷涂工艺制备在第三步制备的具有光电转化功能壁纸中染料敏化太阳能电池的对电极上； 

第六步：把第二步制备的染料敏化光阳极和第三至五步制备的滴加电解质和密封材料的对电极进行热压封装后得具有光电转换功能壁纸成品。 

而且，所述柔性透明导电聚合物为涂覆有聚乙撑二氧噻吩的聚萘二甲酸乙二醇酯、涂覆有聚苯乙烯磺酸盐的聚萘二甲酸乙二醇酯、涂覆有聚乙撑二氧噻吩的聚对苯二甲酸乙二酯、涂覆有聚苯乙烯磺酸盐的聚对苯二甲酸乙二酯、镀掺锡三氧化二铟的聚萘二甲酸乙二醇酯、镀掺氟二氧化锡的聚萘二甲酸乙二醇酯、镀掺锡三氧化二铟的聚对苯二甲酸乙二酯和镀掺氟二氧化锡的聚对苯二甲酸乙二酯中的至少一种。 

而且，所述纳米氧化物多孔薄膜为纳米二氧化钛多孔薄膜、纳米氧化锌多孔薄膜、纳米二氧化锡多孔薄膜和纳米三氧化二铟多孔薄膜中的至少一种。 

而且，所述光敏染料为从黑米、或草莓、或桑椹，或番茄中所提取的纯有机染料、羧酸多吡啶钌染料、磷酸多吡啶钌染料和多核联吡啶钌染料中的至少一种。 

而且，所述柔性导电涂层为聚乙撑二氧噻吩、导电碳膜和聚苯乙烯磺酸盐中的至少一种； 

而且，所述催化剂为无机导电粉体炭黑、石墨烯、活性炭、导电碳浆、铂和聚乙撑二氧噻吩中的至少一种。 

而且，所述密封材料为环氧树脂、聚氨酯和酚醛树脂中的至少一种。 

而且，所述液态电解液为电解质含有I^-/I₃-碘对的高导电率有机溶液和含有Co的高导电率有机溶液中的至少一种。