[发明专利]一种钼铟硫三元对电极及利用其制备染料敏化太阳能电池的方法

说明书

本发明公开了一种MoIn₂S₄三元对电极及利用其制备染料敏化太阳能电池的方法，属于太阳能电池技术领域，其中MoIn₂S₄三元对电极，通过下述方法获得：将二水钼酸钠、四水三氯化铟、硫代乙酰胺按照摩尔比1:（2.0~2.1）:（6~7）加至超纯水中充分搅拌至完全溶解，之后将上述溶液转移到装有FTO玻璃的反应釜中190~210℃恒温水热反应10~20h，待反应釜自然冷却至室温，取出合成有MoIn₂S₄薄膜的FTO，洗涤，干燥，即得。将制得的MoIn₂S₄三元对电极，与具有相同基体的TiO₂光阳极薄膜组装成DSSC。在100 mW·cm⁻²模拟太阳光辐照下，DSSC的光电转换效率达到5.04%。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种钼铟硫（MoIn₂S₄）三元对电极及利用其制备染料敏化太阳能电池的方法。

背景技术

在能源逐日枯竭的背景下，为了实现环保和可持续发展战略，太阳能利用成为未来人来能源需求的首选途径。染料敏化太阳能电池（DSSCs）因其制备工艺简单、成本低廉、光电转换效率高、环境友好等优点成为取代传统硅基太阳能电池的最佳选择。作为DSSC中最重要的组分部分，对电极的成本和性能直接决定DSSCs商业化成本。为了不断地降低DSSCs成本，和维持甚至提升铂（Pt）对电极在DSSCs中的性能，许多科学家致力于非铂和低铂等替代对电极的研究。

同时，为了进一步提高电容器电容，一些过渡金属硫化物如CoS、NiS、VS₂和MoS_2.也被用作提供赝电容的电极材料，因为他们具有高的能量密度以及可逆的氧化还原反应。和其它过渡金属硫化物相比，MoS₂具有类石墨烯结构，易于制备，成本低而且制备方法多样。但是，现有技术中还没有对钼铟硫得到电极的报道，因此，有必要对MoIn₂S₄得到的电极作进一步的探讨和研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种MoIn₂S₄三元对电极及利用其制备染料敏化太阳能电池的方法。

基于上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种MoIn₂S₄三元对电极，通过下述方法获得：将二水钼酸钠、四水三氯化铟、硫代乙酰胺按照摩尔比1:（2.0~2.1）:（6~7）加至超纯水中充分搅拌至完全溶解，之后将上述溶液转移到装有FTO玻璃的反应釜中190~210℃恒温水热反应10~20h，待反应釜自然冷却至室温，取出合成有MoIn₂S₄薄膜的FTO，洗涤，干燥，即得。

具体地，上述MoIn₂S₄三元对电极通过下述方法获得：将二水钼酸钠0.069克、四水三氯化铟0.169克、硫代乙酰胺0.1392克加到30ml的超纯水中充分搅拌至完全溶解，之后将上述溶液转移到100ml装有FTO玻璃的反应釜中200℃恒温水热反应15h，待反应釜自然冷却至室温，取出合成有MoIn₂S₄薄膜的FTO，洗涤，干燥，即得。

利用上述MoIn₂S₄三元对电极制备染料敏化太阳能电池中的方法，包括如下步骤：将染料敏化的TiO₂光阳极和MoIn₂S₄对电极组装成具有三明治结构的电池，然后通过预留的孔隙注入电解质，进行封装，即得。

进一步地，电解质为含下述浓度物质的乙腈溶液：0.60 M四正丁基碘化铵、0.10 M碘化锂、0.05 M碘单质和0.50 M 4-特丁基吡啶。