[发明专利]一种纤维状酞菁化合物太阳能电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池及其制备方法，特别是一种纤维状酞菁光活性化合物太阳能电池及其制备方法，属于有机太阳能电池领域。

背景技术

太阳能电池作为利用太阳能的一种形式，得到了广泛的关注。太阳能电池种类较多，其中的纤维状有机太阳能电池因其质轻，柔性，可编织等特点而得到广泛的关注。目前，染料敏化太阳能电池得到了较多研究，并取得了一定进展，但染料敏化太阳能电池，需要加入电解液，这无疑使电池的制造复杂，成本提高，安全稳定性下降，并限制了其应用。

发明内容

本发明是为了克服上述现有技术的不足，目的在于提供一种低成本，易制备，柔软性好的纤维状光活性化合物太阳能电池及其制备方法，使用表面电镀银的纤维作为工作电极，酞菁化合物作为光活性层，以细铜丝作为对电极，两电极相互缠绕，得到纤维状酞菁化合物太阳能电池，有效地避免了液体在电池里的存在，该电池可编织成织物或集成到衣服中，也可安装在其他物体的表面作为供电装置使用。

为实现上述目的，本发明采用的技术解决方案是：

一种纤维状酞菁化合物太阳能电池，其工作电极为表面电镀银的纤维，导电电极为细铜丝，由所述工作电极和导电电极两者相互缠绕组装而成。

一种纤维状酞菁化合物太阳能电池的制备方法，它包括如下具体步骤：

（1）导电电极的选用

选用导电性能好，可塑性强的细铜丝作为导电电极；

（2）工作电极的制备

在纤维中掺杂炭黑，得到具有一定导电性的纤维，对纤维进行化学除油，在进行超声清洗，活化处理后再水洗，将纤维表面进行电镀银处理，即将纤维伸直浸入电镀银溶液中，其中电流密度为0.2-0.5A/dm²，温度为20-40℃的电镀银溶液中电镀2-4min；水洗，干燥，得到工作电极；

（3）纤维状酞菁化合物太阳能电池的制备

将制备好的电镀银纤维工作电极浸入含有酞菁的N,N-二甲基甲酰胺溶液中2~4h，取出干燥，再将其浸入含有质量分数为5%~15%的二氯亚砜的PEDOT:PSS水溶液中3~5分钟，取出干燥，再将其与细铜丝相互缠绕，即得到纤维状酞菁化合物太阳能电池。

进一步的，所述电镀银溶液为：硝酸银35-45g/L，焦亚硫酸钾60-70g/L,硫代硫酸钠280-320g/L，硫氰酸钾35-45g/L，焦磷酸钾8-10g/L，余量为蒸馏水的混合物。

更进一步的，所述电镀银溶液的PH值为4-6。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，1、制备工艺简单，主要采用电镀法和浸涂方法；2、光活性物质价格低，且只用一种即可；3、整个电池无液体存在，安全稳定；4、纤维作为工作电极，使电池十分柔软，可方便地进行编织或集成到其他织物上，或安装在物体的表面作为供电装置。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明。以下实施例仅对本申请进行进一步说明，不应理解为对本申请的限制。

一种纤维状酞菁化合物太阳能电池，其工作电极为表面电镀银的纤维，导电电极为细铜丝，，由所述工作电极和导电电极两者相互缠绕组装而成。

一种纤维状酞菁化合物太阳能电池的制备方法，具体步骤为：

（1）导电电极的选用

选用导电性能好，可塑性强的细铜丝作为导电电极；

（2）工作电极的制备

在纤维中掺杂炭黑，得到具有一定导电性的纤维，对纤维进行化学除油，在进行超声清洗，活化处理后再水洗，将纤维表面进行电镀银处理，即将纤维伸直浸入电镀银溶液中，其中电流密度为0.2-0.5A/dm²，温度为20-40℃的电镀银溶液中电镀2-4min；水洗，干燥，得到工作电极；所述电镀银溶液为：硝酸银35-45g/L，焦亚硫酸钾60-70g/L，硫代硫酸钠280-320g/L，硫氰酸钾35-45g/L，焦磷酸钾8-10g/L，余量为蒸馏水的混合物；所述电镀银溶液的PH值为4-6。

（3）纤维状酞菁化合物太阳能电池的制备

将制备好的电镀银纤维工作电极浸入含有酞菁的N,N-二甲基甲酰胺溶液中2~4h，取出干燥，再将其浸入含有质量分数为5%-15%的二氯亚砜的PEDOT:PSS水溶液中3~5分钟，取出干燥，再将其与细铜丝相互缠绕，即得到纤维状酞菁化合物太阳能电池。

实施例1：

一种纤维状酞菁化合物太阳能电池，其工作电极为表面电镀银的纤维，导电电极为细铜丝，由所述工作电极和导电电极两者相互缠绕组装而成。