[发明专利]一种硒化铅/氧化锡锑复合对电极的制备方法

说明书

本发明公开了一种硒化铅/氧化锡锑复合对电极的制备方法，其原理是在氧化锡锑薄膜上快速生长硒化铅并构筑一种用于量子点敏化太阳电池的硒化铅/氧化锡锑复合对电极，所得对电极具有高的催化活性和导电性，提高了量子点敏化太阳电池的性能，该制备方法具有制备工艺简单、成本低廉、易工业化生产等优点。

技术领域

本发明属于太阳电池技术领域，特别是涉及一种硒化铅/氧化锡锑复合对电极的制备方法。

背景技术

量子点敏化太阳电池(QDSSCs)作为三代太阳电池，由于低生产成本，高理论效率的优势受到了研究者的广泛关注，但其目前最高效率(12-13％)依然远远落后于商业化的硅基太阳电池(25％)。

除了光阳极和电解液性能对电池效率的制约，对电极催化活性及导电性成为影响电池效率提升的另一关键因素。高效的对电极应具有以下特点：(1)良好的导电性；(2)高的催化活性；(3)大的比表面积；(4)高的稳定性；(5)制备简单，低的生产成本。在染料敏化太阳电池中广泛使用的贵金属Pt和Au对电极一方面由于其对硫元素的吸附会导致催化剂中毒，另一方面贵金属Pt和Au的生产成本相对较高，因而不适合作为QDSSCs的对电极使用。而常用的铜基Cu₂S，由于其基底铜受到多硫电解液的持续腐蚀，导致铜基表面Cu₂S脱落，电池性能急剧恶化。金属硫硒化物在多硫电解液中显示出了良好的催化活性，但其制备过程复杂，生产成本高，难以满足大规模工业生产的需要。因此，寻找高效、稳定、低成本的对电极材料对获得高性能QDSSCs具有重大意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种硒化铅/氧化锡锑复合对电极的制备方法，解决现有量子点敏化太阳电池所用的对电极存在效率低、不稳定以及成本高的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是，一种硒化铅/氧化锡锑复合对电极的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，按照1-3:6-24:0.4-2.4的质量比，分别称取氧化锡锑、松油醇和乙基纤维素；

步骤2，先将步骤1称取的氧化锡锑放置在研钵中，然后依次加入冰醋酸、去离子水和至少一次无水乙醇并分别进行研磨；

步骤3，使用无水乙醇将步骤2得到的产物转移至烧杯中，并进行充分搅拌；

步骤4，向步骤3得到的产物中滴加步骤1称取的松油醇，之后进行充分搅拌；

步骤5，向步骤4得到的产物中加入步骤1称取的完全溶解于无水乙醇的乙基纤维素，之后进行充分搅拌，最后于60℃-80℃下将无水乙醇蒸去至粘稠状；

步骤6，将步骤5得到的产物刮涂在导电玻璃上，之后于450℃-550℃下烧结30min-120min，得到氧化锡锑薄膜；

步骤7，将步骤6得到的氧化锡锑薄膜先浸入醋酸铅或硝酸铅水溶液中，之后再用蒸馏水清洗氧化锡锑薄膜并进行空气吹干；

步骤8，将步骤7得到的氧化锡锑薄膜浸入Na₂SeSO₃水溶液中，浸泡30s-120s后取出氧化锡锑薄膜并用蒸馏水冲洗，之后进行干燥处理；

步骤9，至少循环一次步骤7至步骤8，得到对应循环次数的硒化铅/氧化锡锑复合对电极。

本发明的技术方案，还具有以下特点：

在所述步骤1中，氧化锡锑的粒径为20nm-80nm。

在所述步骤2中，加入冰醋酸并进行研磨的时间为20min-60min，加入去离子水并进行研磨的时间为10min-50min，每次加入无水乙醇并进行研磨的时间为10min-30min。

在所述步骤3中，进行充分搅拌具体为：磁力搅拌10min-30min，超声处理10min-30min。