[发明专利]一种具有光电转化功能的全固态超级电容器及其制备方法

权利要求书

1.一种具有光电转化功能的全固态超级电容器，其特征在于，所述电容器自下而上包括透明导电电极(1)、致密氧化物层(2)、介孔氧化物层(3)、介孔绝缘材料层(4)和介孔碳导电电极(5)；其中，所述介孔氧化物层(3)、介孔绝缘材料层(4)和介孔碳导电电极(5)中均填充有作为固态电解质的铋基钙钛矿(C₆H₅NH₃)BiX₄。

2.根据权利要求1所述的一种具有光电转化功能的全固态超级电容器，其特征在于，所述X为Cl、Br或I。

3.根据权利要求1所述的一种具有光电转化功能的全固态超级电容器，其特征在于，所述致密氧化物层(2)为氧化钛与氧化锡中的一种或两种；致密氧化物层(2)的厚度为50～100nm。

4.根据权利要求1所述的一种具有光电转化功能的全固态超级电容器，其特征在于，所述介孔氧化物层(3)为氧化钛与氧化锡中的一种或两种；介孔氧化物层(3)的厚度为0.5～1μm。

5.根据权利要求1所述的一种具有光电转化功能的全固态超级电容器，其特征在于，所述介孔绝缘材料层(4)为氧化锆、氧化硅与氧化铝中的一种；介孔绝缘材料层(4)的厚度为1～5μm。

6.根据权利要求1所述的一种具有光电转化功能的全固态超级电容器，其特征在于，所述介孔碳导电电极(5)为活性炭、石墨、介孔碳、多孔碳、碳纤维、石墨烯、碳纳米管与碳气凝胶中的至少一种；介孔碳导电电极的厚度为15～55μm。

7.一种如权利要求1所述的具有光电转化功能的全固态超级电容器的制备方法，其特征在在于，包括以下步骤：

(1)在FTO导电玻璃的导电层上刻蚀出绝缘带，矩形绝缘带将FTO导电玻璃分成为正极区域和负极区域，在FTO透明导电玻璃上的负极区域采用喷雾热解法制备致密氧化物层；

(2)在致密氧化物层上将氧化钛与氧化锡中一种或两种浆料采用丝网印刷法涂覆，然后退火处理，得到介孔氧化物层；

(3)在介孔氧化物层上将氧化锆、氧化硅或氧化铝浆料采用丝网印刷法进行涂覆，然后退火处理，得到介孔绝缘材料层；

(4)在介孔绝缘材料层上采用丝网印刷法将碳浆料进行涂覆，然后退火，得到介孔碳导电电极；

(5)在介孔碳导电电极顶部滴入C₆H₅NH₃BiX₄前驱体溶液，静置后，进行热处理，得到具有光电转化功能的全固态超级电容器。

8.根据权利要求7所述的一种具有光电转化功能的全固态超级电容器的制备方法，其特征在于，C₆H₅NH₃BiX₄前驱体溶液通过以下过程配制：将BiX₃和C₆H₅NH₃X按摩尔比为1:1，加入到GBL中，搅拌下在50～70℃下反应1～12h，得到C₆H₅NH₃BiX₄前驱体溶液。

9.根据权利要求7所述的一种具有光电转化功能的全固态超级电容器的制备方法，其特征在在于，步骤(2)和步骤(3)中的退火温度为在450～500℃，时间为30～60min；步骤(4)中的退火温度为400～500℃，时间为30～60min，步骤(5)中热处理的温度为50～70℃，时间为1～12h；静置的时间为5～10min。

10.根据权利要求7所述的一种具有光电转化功能的全固态超级电容器的制备方法，其特征在在于，致密氧化物层的厚度为50～100nm，介孔氧化物层的厚度为1～5μm，介孔碳导电电极厚度为15～55μm。