CN101373670B - 一种太阳能电池的多孔铂电极的制备方法 - Google Patents

一种太阳能电池的多孔铂电极的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101373670B
CN101373670B CN2008102316605A CN200810231660A CN101373670B CN 101373670 B CN101373670 B CN 101373670B CN 2008102316605 A CN2008102316605 A CN 2008102316605A CN 200810231660 A CN200810231660 A CN 200810231660A CN 101373670 B CN101373670 B CN 101373670B
Authority
CN
China
Prior art keywords
platinum electrode
solar cell
porous platinum
electrode
porous
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2008102316605A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101373670A (zh
Inventor
矫士博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Irico Group Corp
Original Assignee
Irico Group Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Irico Group Corp filed Critical Irico Group Corp
Priority to CN2008102316605A priority Critical patent/CN101373670B/zh
Publication of CN101373670A publication Critical patent/CN101373670A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101373670B publication Critical patent/CN101373670B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

本发明涉及染料敏化太阳能电池领域，提供一种用于染料敏化太阳能电池的多孔铂电极的制备方法。将氯铂酸溶于水中，配制成氯铂酸水溶液，加入聚乙二醇和羟乙基纤维素，充分溶解后得到的溶液，再加入可高温分解的纳米颗粒，搅拌均匀，然后选用旋涂、喷涂、丝网印刷或刮涂等涂覆工艺，将其涂覆在导电玻璃表面，经过烧结，纳米颗粒在高温下分解或者挥发，形成具有多孔结构的铂电极。该多孔铂电极的优点是：由于金属铂的比表面积增大，能够显著提高催化效果，减小电池在对电极上的能量损耗，提高电池的光电转化效率。

Description

一种太阳能电池的多孔铂电极的制备方法
技术领域
本发明涉及染料敏化太阳能电池领域，特别是一种用于染料敏化太阳能电池的多孔铂电极的制备方法。
背景技术
1991年瑞士洛桑高等理工学院实验室在权威期刊Nature(O’Regan B.，Gretzel M.，1991，353，737)上报道一种全新的染料敏化太阳能电池的研究成果，立即得到了国际上的广泛关注和重视。
染料敏化太阳能电池主要由以下几个部分组成：光阳极、纳米多孔半导体薄膜、染料敏化剂、电解质和对电极。该电池以I3/I氧化还原电对为媒介在光阳极和对电极之间传递电荷。在这个媒介再生的循环中，被氧化的物质(I2或I3)在对电极上重新被还原为I-。在此过程中，减小由于上述还原反应在对电极上的能量消耗是十分必要的。因此，作为电池的重要组成部分，对电极的电催化性能对整个电池的光电转化效率有着重要的影响。但是，通过普通方法得到的铂电极，其表面积相对较小，表面的铂对于还原反应的催化能力也较弱，导致整个电池的总能量效率不高；而多孔铂电极由于比表面积较大，有利于提高对电极的催化性能，减少电池在对电极上的能量消耗，从而提高电池的光电转换效率。
发明内容
针对现有技术的铂电极表面积相对较小，铂对于还原反应的催化能力也较弱，整个电池的总能量效率不高的技术问题提出一种多孔铂电极制备方法如下：
在浓度为0.01-0.05g/mL氯铂酸水溶液中，加入聚乙二醇和羟乙基纤维素0.1-0.4g/mL，充分溶解后，再加入0.01-0.03g/mL纳米级碳粉末、碳纳米管或受热完全分解为气体的无机铵盐粉末，搅拌均匀，涂覆在导电玻璃表面，厚度为0.1-1微米，经过20-30分钟烧结，烧结温度为350～450℃，纳米颗粒在高温下分解或者挥发，形成具有多孔结构的铂电极。
上述方法中，所述加入聚乙二醇和羟乙基纤维素的重量比为3-1.5：1。所述聚乙二醇的分子量范围为200～2000。所述受热完全分解为气体的无机盐粉末为氯化铵、硝酸铵或者高氯酸胺。所述涂覆的方法，是旋涂、喷涂、刮涂或丝网印刷。
经上述方法得到的多孔铂电极应用于染料敏化太阳能电池后，电池性能明显优于普通方法制得的电池。从附图中的实验结果来看，多孔铂电极对于短路电流和电池效率的提高有较大促进作用，两项的提升幅度约为10％和8％。
此多孔铂电极的优点是：由于金属铂的比表面积增大，能够显著提高催化效果，减小电池在对电极上的能量损耗，提高电池的光电转化效率。
附图说明
图1本发明实施例1铂电极表面的SEM照片。
图2本发明与普通铂电极有效面积为1.5cm×1.5cm的太阳能电池比较测试的I-V曲线。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
在浓度为0.02g/mL氯铂酸水溶液中，加入0.24g/mL聚乙二醇(分子量1000)和0.12g/mL羟乙基纤维素，再加入0.01g/mL纳米级碳粉末，搅拌均匀，旋涂在导电玻璃表面0.3微米。将涂有氯铂酸的导电玻璃放入烧结炉，在350℃下保温30min，缓慢冷却至室温后取出，即得到多孔铂电极。所得铂电极表面的SEM照片如附图1所示。
实施例2
在浓度为0.01g/mL氯铂酸水溶液中，加入0.3g/mL聚乙二醇(分子量200)和0.1g/mL羟乙基纤维素，再加入0.01g/mL硝酸铵，搅拌均匀，刮涂在导电玻璃表面1微米。将涂有氯铂酸的导电玻璃放入烧结炉，在300℃下保温30min，缓慢冷却至室温后取出，即得到多孔铂电极。
实施例3
在浓度为0.05g/mL氯铂酸水溶液中，加入0.06g/mL聚乙二醇(分子量500)和0.04g/mL羟乙基纤维素，再加入0.03g/mL氯化铵，搅拌均匀，喷涂在导电玻璃表面0.5微米。将涂有氯铂酸的导电玻璃放入烧结炉，在450℃下保温20min，缓慢冷却至室温后取出，即得到多孔铂电极。
实施例4
在浓度为0.03g/mL氯铂酸水溶液中，加入0.2g/mL聚乙二醇(分子量2000)和0.1g/mL羟乙基纤维素，再加入0.02g/mL碳纳米管，搅拌均匀，丝网印刷在导电玻璃表面0.1微米。将涂有氯铂酸的导电玻璃放入烧结炉，在400℃下保温25min，缓慢冷却至室温后取出，即得到多孔铂电极。
在所有其它条件相同的情况下，将本发明实施例1多孔铂电极与普通铂电极分别组成有效面积为1.5cm×1.5cm的太阳能电池，采用CHI600C电化学工作站测试两种电池的I-V曲线，所得结果如附图2所示。
从附图2中的实验结果来看，多孔铂电极组成的电池性能明显优于普通方法制得的电极组成的电池。多孔铂电极对于短路电流和电池效率的提高有较大促进作用，其中短路电流由3.03mA提高到3.43mA，提升幅度达到10％。

Claims (3)

1.一种太阳能电池的多孔铂电极的制备方法，其特征在于，在浓度为0.01-0.05g/mL氯铂酸水溶液中，加入聚乙二醇和羟乙基纤维素0.1-0.4g/mL，充分溶解后，再加入0.01-0.03g/mL纳米级碳粉末、碳纳米管或受热完全分解为气体的无机铵盐粉末，搅拌均匀，涂覆在导电玻璃表面，厚度为0.1-1微米，经过20-30分钟烧结，烧结温度为350～450℃，形成具有多孔结构的铂电极；所述加入聚乙二醇和羟乙基纤维素的重量比为3-1.5∶1；所述受热完全分解为气体的无机盐粉末为氯化铵、硝酸铵或者高氯酸胺。
2.如权利要求1所述的太阳能电池的多孔铂电极的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量范围为200～2000。
3.如权利要求1或2所述的太阳能电池的多孔铂电极的制备方法，其特征在于，所述涂覆的方法，是旋涂、喷涂、刮涂或丝网印刷。
CN2008102316605A 2008-10-09 2008-10-09 一种太阳能电池的多孔铂电极的制备方法 Expired - Fee Related CN101373670B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008102316605A CN101373670B (zh) 2008-10-09 2008-10-09 一种太阳能电池的多孔铂电极的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008102316605A CN101373670B (zh) 2008-10-09 2008-10-09 一种太阳能电池的多孔铂电极的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101373670A CN101373670A (zh) 2009-02-25
CN101373670B true CN101373670B (zh) 2011-01-05

Family

ID=40447770

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008102316605A Expired - Fee Related CN101373670B (zh) 2008-10-09 2008-10-09 一种太阳能电池的多孔铂电极的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101373670B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102522463A (zh) * 2012-01-12 2012-06-27 黑龙江大学 一种聚（5-三氟甲基-1，3-苯二胺）/片状铂粒子球薄膜的制备方法
CN102543256A (zh) * 2012-03-14 2012-07-04 奇瑞汽车股份有限公司 氯铂酸浆料及其制备方法、对电极、染料敏化太阳能电池

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101515505B (zh) * 2009-03-31 2011-04-13 彩虹集团公司 一种染料敏化太阳能电池铂电极的制备方法
CN101645353B (zh) * 2009-09-04 2011-12-07 新奥科技发展有限公司 氯铂酸浆料、氯铂酸浆料的制备方法及其应用
CN101707140B (zh) * 2009-11-23 2011-10-26 新奥科技发展有限公司 制备染料敏化太阳能电池的铂对电极的方法及铂对电极
CN101823689B (zh) * 2010-02-20 2012-12-26 哈尔滨工业大学 一种制备多孔金属氧化物包覆碳纳米管复合材料的方法
CN102231331A (zh) * 2011-03-29 2011-11-02 彩虹集团公司 一种染料敏化太阳能电池对电极的制备方法
CN103331157B (zh) * 2013-07-15 2015-03-04 北京化工大学 一种高催化活性的多级孔Pt催化剂及制备方法
CN112851407A (zh) * 2021-01-22 2021-05-28 昆明理工大学 一种低温薄铂涂层的制备方法
CN113257990B (zh) * 2021-04-23 2024-02-09 苏州攀特电陶科技股份有限公司 多层压电陶瓷执行器用贱金属内电极材料及其制备方法
CN114589466B (zh) * 2022-03-22 2023-08-15 中山大学 基于降维丝网印刷制备三维微针血糖电极的方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1719618A (zh) * 2004-07-06 2006-01-11 通用电气公司 钝化的、染料敏化的氧化半导体电极、使用该电极的太阳能电池以及方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1719618A (zh) * 2004-07-06 2006-01-11 通用电气公司 钝化的、染料敏化的氧化半导体电极、使用该电极的太阳能电池以及方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102522463A (zh) * 2012-01-12 2012-06-27 黑龙江大学 一种聚（5-三氟甲基-1，3-苯二胺）/片状铂粒子球薄膜的制备方法
CN102522463B (zh) * 2012-01-12 2013-12-25 黑龙江大学 一种聚（5-三氟甲基-1，3-苯二胺）/片状铂粒子球薄膜的制备方法
CN102543256A (zh) * 2012-03-14 2012-07-04 奇瑞汽车股份有限公司 氯铂酸浆料及其制备方法、对电极、染料敏化太阳能电池

Also Published As

Publication number Publication date
CN101373670A (zh) 2009-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101373670B (zh) 一种太阳能电池的多孔铂电极的制备方法
CN104518221B (zh) 一种双功能负极及其作为全钒液流电池负极的应用
CN102867967B (zh) 一种全钒液流储能电池用电极材料及其应用
CN101740785B (zh) 一种钯/石墨烯纳米电催化剂及其制备方法
CN105529473B (zh) 储能液流电池用氧化石墨烯修饰的电极材料
Sedghi et al. Influence of TiO2 electrode properties on performance of dye-sensitized solar cells
Yang et al. A branching NiCuPt alloy counter electrode for high-efficiency dye-sensitized solar cell
CN103165283B (zh) 一种增强TiO2电极电化学性能的方法
CN101901693A (zh) 石墨烯复合染料敏化太阳能电池的光阳极及其制备方法
CN101510471A (zh) 一种基于碳纳米管和铂的染料敏化太阳能电池对电极的制备方法
Wang et al. Porous titanium nitride microspheres on Ti substrate as a novel counter electrode for dye-sensitized solar cells
CN103560014A (zh) 染料敏化电池用对电极、其制备方法及染料敏化电池
US20130186465A1 (en) Counter electrode for dye-sensitized solar cell and manufacturing method thereof
CN108492994B (zh) 一种用于染料敏化太阳能电池的硫化钨掺杂导电聚噻吩对电极的制备方法
Yang et al. Robust counter electrodes from nanoporous NiM (M= Pt, Pd) alloys for dye-sensitized solar cells
CN102347140B (zh) 一种染料敏化太阳能电池对电极的制备方法
CN102280256A (zh) 染料敏化太阳能电池准固态电解质及用其制备太阳能电池的方法
CN102290250B (zh) 一种制备太阳能电池光阳极的方法
CN101447340B (zh) 用于染料敏化太阳能电池的大表面积电极制备方法
Xu et al. In-situ formation of dispersed ZnO nanoparticles in mesoporous carbon counter electrode for efficient dye-sensitized solar cells
Effendi et al. Studies on graphene zinc-oxide nanocomposites photoanodes for high-efficient dye-sensitized solar cells
CN101271782B (zh) 等离子共振诱导的固体太阳能电池
Chen et al. Study on carbon nanocomposite counterelectrode for dye-sensitized solar cells
CN102832049A (zh) 一种导电碳纤维/铂纳米材料的制备方法及应用
CN104319406B (zh) 一种高性能复合碳毡的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110105

Termination date: 20151009

EXPY Termination of patent right or utility model