CN104425135B - 还原氧化石墨烯对电极的制备方法及其应用 - Google Patents

还原氧化石墨烯对电极的制备方法及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN104425135B
CN104425135B CN201310401152.8A CN201310401152A CN104425135B CN 104425135 B CN104425135 B CN 104425135B CN 201310401152 A CN201310401152 A CN 201310401152A CN 104425135 B CN104425135 B CN 104425135B
Authority
CN
China
Prior art keywords
oxide
preparation
nano titanium
graphene oxide
titanium oxide
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.)
Active
Application number
CN201310401152.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104425135A (zh
Inventor
贺蒙
殷雄
吴凡
徐鹏
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.)
National Center for Nanosccience and Technology China
Original Assignee
National Center for Nanosccience and Technology China
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 National Center for Nanosccience and Technology China filed Critical National Center for Nanosccience and Technology China
Priority to CN201310401152.8A priority Critical patent/CN104425135B/zh
Publication of CN104425135A publication Critical patent/CN104425135A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104425135B publication Critical patent/CN104425135B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20—Light-sensitive devices
    • H01G9/2045—Light-sensitive devices comprising a semiconductor electrode comprising elements of the fourth group of the Periodic System (C, Si, Ge, Sn, Pb) with or without impurities, e.g. doping materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20—Light-sensitive devices
    • H01G9/2095—Light-sensitive devices comprising a flexible sustrate
    • 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

Abstract

本发明提供了一种还原氧化石墨烯对电极的制备方法及其应用。该制备方法包括：将含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液涂覆在导电基底上并去除所述含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液的分散剂，从而在所述导电基底表面生成初生膜，然后对所述初生膜进行紫外光照射，从而得到还原氧化石墨烯膜。采用本发明提供的方法制备还原氧化石墨烯对电极可以有效避免使用有毒化学试剂或在高温、高压下反应所带来的不安全因素，环境友好且步骤简单，可以用于大规模制备还原氧化石墨烯对电极。

Description

还原氧化石墨烯对电极的制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及一种还原氧化石墨烯对电极的制备方法及其应用。
背景技术
随着社会经济的可持续发展，能源危机与环境污染的日益加剧已成为全球人类所面临的严重问题。太阳能取之不尽、用之不竭，从能源长久与环境友好的角度考虑，利用太阳能是最安全、最环保且最长远的方法之一。与硅太阳能电池相比，染料敏化太阳能电池（Dye-sensitized Solar Cells）具有廉价、稳定性好和制备简单等优点，具有很好的应用前景。
染料敏化太阳能电池主要由吸附染料的半导体光阳极、电解质和对电极组成。对电极作为染料敏化太阳能电池的主要部分，主要起传输电子和催化还原电解质中氧化还原电对（I3ˉ/Iˉ）的作用。由于金属铂（Pt）对电解质氧化还原电对（I3ˉ/Iˉ）具有高的催化性能，因而成为目前常用的对电极材料。然而，应用金属Pt作为对电极材料，存在着以下三个弊端：第一，Pt金属价格昂贵；第二，高温分解制备Pt对电极的方法无法满足柔性电池的制备要求；第三，Pt金属容易与I3ˉ反应而被腐蚀，使其催化性能下降。因此，近些年来国内外研究者们着力寻找廉价、高效的铂替代材料作为染料敏化太阳能电池对电极，从而推进这类电池的广泛应用。
氧化石墨烯是石墨烯的氧化物，通常由石墨粉经强氧化和剥离制得，是一种由单层至几十层不等的表面和边缘含有含氧官能团（如羟基、羧基、环氧基）的石墨烯片层组成的层状结构。氧化石墨烯经还原后所得到的还原氧化石墨烯具有导电性、透光性以及催化性能，使其具有作为染料敏化太阳能电池对电极材料的潜力。目前，已报道的可作为对电极材料的还原氧化石墨烯可以通过化学还原、热退火分解或水热等各种手段获得。其中，化学还原法是向氧化石墨烯溶液中加入强还原剂，如水合肼、硼氢化钠等来对其进行还原。热退火分解法是将氧化石墨烯粉末置于高温环境中，利用高温过程去除其表面的含氧官能团。水热法是将氧化石墨烯和其他的有机或无机还原试剂加入反应釜中，在高温、高压下反应，使得氧化石墨烯的含氧官能团被还原。采用化学还原方法制备还原氧化石墨烯对电极需要使用强还原剂，例如水合肼，这些还原试剂具有强的毒性和腐蚀性。而另外两种方法中，均需要使用高温高压的反应条件，制备条件较为苛刻和复杂。因此，还需发展条件温和、环境友好的简易方法制备还原氧化石墨烯对电极。
发明内容
本发明的目的是为了克服采用现有的方法制备还原氧化石墨烯对电极过程需要使用有毒化学试剂或者反应条件苛刻的不足，而提供一种制备条件温和、环境友好的还原氧化石墨烯对电极的简易制备方法及其应用。
本发明提供了一种还原氧化石墨烯对电极的制备方法，其中，该方法包括：将含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液涂覆在导电基底上，并去除所述含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液中的分散剂，从而在所述导电基底表面形成初生膜，并对所述初生膜进行紫外光照射，从而得到还原氧化石墨烯膜。
本发明还提供了本发明所述方法制备得到的还原氧化石墨烯对电极在染料敏化太阳能电池中的应用。
本发明的发明人发现，采用现有技术中的方法来制备还原氧化石墨烯对电极通常需要使用有毒化学试剂，或者需要在高温、高压等苛刻条件下进行，且这些制备方法不便于大规模生产。而本发明提供的还原氧化石墨烯对电极的制备方法巧妙地规避了这些复杂过程，采用将氧化石墨烯和二氧化钛的复合物在紫外光下照射，利用二氧化钛激发出的电子对氧化石墨烯进行还原而得到还原氧化石墨烯。本发明提供的该制备方法简便，条件温和，环境友好，具有很好的工业应用前景。此外，采用本发明的方法制备得到的还原氧化石墨烯对电极的优势还在于，由于制备方法不需要高温处理，因此，可以将本发明的所述还原氧化石墨烯材料制备在柔性高分子导电基底上，制成柔性对电极，应用更为广泛。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是测试例1，2和3制备的染料敏化太阳能电池T1（采用对电极CE1），染料敏化太阳能电池T2（采用对电极CE2）和染料敏化太阳能电池T3（采用对电极CE3）在100mW/cm2的模拟太阳光照射下的光电流-电压曲线。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供的还原氧化石墨烯对电极的制备方法包括：将含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液涂覆在导电基底上，并去除所述含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液中的分散剂，从而在所述导电基底表面形成初生膜，并对所述初生膜进行紫外光照射，从而得到还原氧化石墨烯膜。
在本发明中，所述含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液的制备方法没有特别限定，只要能够保证石墨烯在分散剂中有效、充分地分散即可。按照本发明的一种优选的实施方式，该制备方法包括：可以将氧化石墨烯分散液与纳米二氧化钛分散液混合。更优选，为了便于所述含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液的制备，所述含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液的制备方法包括：将氧化石墨烯分散液与纳米二氧化钛混合，更优选，向氧化石墨烯分散液中加入纳米二氧化钛，并混合均匀。为了使其分散效果更佳，优选上述混合在搅拌或者超声分散条件下进行，混合的时间只要保证氧化石墨烯和纳米二氧化钛分散均匀即可。
在本发明中，所述氧化石墨烯在含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液中的浓度的可选择范围较宽，按照本发明的一种优选的实施方式，所述氧化石墨烯在含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液中的浓度为0.1mg/mL-1mg/mL，更优选为0.2mg/mL-0.9mg/mL。
在本发明中，所述氧化石墨烯的结构可以为单层结构或者多层结构（层数可以为2-100层）。
其中，所述氧化石墨烯分散液可以商购获得，也可以采用本领域技术人员公知的方法制备得到。
按照本发明，形成所述含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液中的分散剂的种类可以为本领域中常规使用的分散剂。例如，所述分散剂可以为水、乙醇、异丙醇、二甲基甲酰胺和丙酮中的一种或多种。所述分散剂为混合分散剂时，不同的分散剂组分之间能够混溶，例如，所述混合分散剂可以为水-乙醇。为了后续易于将分散剂去除，并且所用分散剂的毒性较低，优选，所述分散剂为乙醇。
按照本发明，用于制备含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液所用的石墨烯分散液或者上述纳米二氧化钛分散液中分散剂的种类的选择为本领域技术人员常规使用的分散剂，如上所述，可以选自水、乙醇、异丙醇、二甲基甲酰胺和丙酮中的一种或多种，优选为乙醇。
此外，纳米二氧化钛分散液亦可以商购获得或者采用本领域技术人员公知的方法制备方法。
在本发明选的实施方式中，所述纳米二氧化钛为粒径为1-100nm的二氧化钛颗粒，或者为厚度为1-100nm的{001}晶面的二氧化钛薄片。
按照本发明，所述纳米二氧化钛在所述含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液中的浓度的可选择范围较宽，优选情况下，所述纳米二氧化钛在所述含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液中的浓度为氧化石墨烯在含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液中浓度的1-7倍，优选为2-5倍。
本发明对将所述含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液涂覆在导电基底上的方法没有特别的限定，例如，可以为常规的旋涂、喷涂或淋涂等方法。为了使得到的对电极材料薄膜更为均匀，优选为旋涂。
根据本发明，去除所述含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液中的分散剂的方法可以为本领域技术人员公知的方法，例如，可以在室温（20-40℃）下自然挥发、或者烘干等方法。需要说明的是，将分散剂去除不是指绝对地去除，而是去除至本领域技术人员通常理解的形成的初生膜中可接受的分散剂的量，例如，以所述初生膜的总质量为基准，分散剂的含量不高于5重量%。此外，所述初生膜中分散剂含量的测定方法可以参考本领域技术人员公知的方法进行，在此不再赘述。
根据本发明，所述初生膜指的是氧化石墨烯和纳米二氧化钛的复合物经涂覆后在导电基底上形成的薄膜。涂覆的所述分散液的量以及涂覆的方法使得到的初生膜的薄膜厚度一般在二十纳米到一个微米的范围内即可。所述初生膜的厚度可以通过扫描电子显微镜进行观察。
本发明对将所述初生膜进行紫外光照射的条件没有特别的限定，只要能够使得氧化石墨烯还原为还原氧化石墨烯即可。所述的紫外光照射的条件通常包括紫外光的波长和光照时间，所述紫外光的波长可以为4-380nm，光照时间可以为1-12小时。为了提高制备效率，优选，紫外光的波长为350-380nm，光照时间为2-4小时。对于产生紫外光的设备没有特别的限定，所有可产生波长在4-380nm的紫外光设备均可作为光源。此外，在本发明中，将所述初生膜进行紫外光照射的过程在室温（如，20-40℃）下进行即可以实现对氧化石墨烯进行还原而得到还原氧化石墨烯。因此，可以很好地实现在柔性高分子导电基底上制备还原氧化石墨烯材料。氧化石墨烯已经转化为还原氧化石墨烯的这种转化可以通过拉曼光谱、XPS等常规技术手段证实，在此不再赘述。
根据本发明，所述导电基底的材料种类和厚度均可以为本领域的常规选择，例如，所述导电基底的厚度可以为0.2-3mm。所述导电基底材料可以为选自掺氟的二氧化锡（简称：FTO）导电玻璃、氧化铟锡（简称：ITO）导电玻璃、镀氧化铟锡的聚对苯二甲酸乙二醇酯（简称：PET-ITO）和镀氧化铟锡的聚萘二甲酸乙二醇酯（简称：PEN-ITO）中的一种或多种。
本发明还提供了本发明所述方法制备得到的还原氧化石墨烯对电极在染料敏化太阳能电池中的应用。在将本发明所述的还原氧化石墨烯对电极用于染料敏化太阳能电池的制备时，除了采用本发明所述的还原氧化石墨烯对电极之外，所述染料敏化太阳能电池的制备方法和其他部件均为本领域技术人员所公知，在此不再赘述。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
以下将通过具体实施例对本发明进行进一步的详细描述。
下述测试例中所用的仪器名称和型号：Oriel Newport公司生产的配有300W氙灯的太阳能模拟器和Keithley公司生产的2420型数字源表。
实施例1
该实施例用于说明本发明提供的还原氧化石墨烯对电极的制备方法。
（1）含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液的制备
取20ml以乙醇作为分散剂的氧化石墨烯分散液（氧化石墨烯浓度为0.3mg/ml，购自南京先锋纳米材料科技有限公司）。将装有所述氧化石墨烯分散液的样品瓶至于磁力搅拌器上搅拌，向其中加入30mg的型号为P25（颗粒直径为21nm，购自德国赢创德固赛公司）的纳米二氧化钛颗粒，然后搅拌24小时，得到含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液。
（2）还原氧化石墨烯对电极的制备
取5ml通过步骤（1）得到的含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液，通过旋涂的方式（每次的旋涂量为100μl，旋涂速度为1000r/min，每次的旋涂时间为35s）涂覆在12cm2的FTO导电玻璃（购置于日本Nippon Sheet Glass公司，厚度为2.2mm，面电阻为15Ω/sq）上，待乙醇自然挥发后，氧化石墨烯-纳米二氧化钛在FTO导电玻璃上形成均匀的膜厚为200nm的淡黄色初生膜。然后在室温（25℃）下，将上述初生膜放在紫外光灯（波长为365nm）下照射2小时，在这过程中，淡黄色的初生膜变成黑色，表明氧化石墨烯接受二氧化钛经紫外光激发产生的电子而被还原，成为还原氧化石墨烯。由此制备得到包括FTO导电玻璃和附着在所述FTO导电玻璃上的还原氧化石墨烯的对电极CE1。
实施例2
该实施例用于说明本发明提供的还原氧化石墨烯对电极的制备方法。
（1）含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液的制备
取20ml以乙醇作为分散剂的氧化石墨烯分散液（氧化石墨烯浓度为0.9mg/ml，购自南京先锋纳米材料科技有限公司）。将装有所述氧化石墨烯分散液的样品瓶至于磁力搅拌器上搅拌，向其中加入36mg的型号为P90（颗粒直径为14nm，购自德国赢创德固赛公司）的纳米二氧化钛颗粒，然后搅拌24小时，得到含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液。
（2）还原氧化石墨烯对电极的制备
取5ml通过步骤（1）得到的含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液，通过旋涂的方式（每次的旋涂量为100μl，旋涂速度为1000r/min，每次的旋涂时间为35s）涂覆在12cm2的FTO导电玻璃（厚度为0.5mm，面电阻为20Ω/sq）上，待乙醇自然挥发后，氧化石墨烯-纳米二氧化钛在FTO导电玻璃上形成均匀的膜厚为150nm的淡黄色初生膜。然后在室温（25℃）下，将上述初生膜放在紫外光灯（波长为365nm）下照射4小时，在这过程中，淡黄色的初生膜变成黑色，表明氧化石墨烯接受二氧化钛经紫外光激发产生的电子而被还原，成为还原氧化石墨烯。由此制备得到包括FTO导电玻璃和附着在所述FTO导电玻璃上的还原氧化石墨烯的对电极CE2。
实施例3
该实施例用于说明本发明提供的还原氧化石墨烯对电极的制备方法。
（1）含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液的制备
取20ml以乙醇作为分散剂的氧化石墨烯分散液（氧化石墨烯浓度为0.9mg/ml，购自南京先锋纳米材料科技有限公司）。将装有所述氧化石墨烯分散液的样品瓶至于磁力搅拌器上搅拌，向其中加入36mg的型号为P90（颗粒直径为14nm，购自德国赢创德固赛公司）的纳米二氧化钛颗粒，然后搅拌24小时，得到含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液。
（2）还原氧化石墨烯对电极的制备
取5ml通过步骤（1）得到的含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液，通过旋涂的方式（每次的旋涂量为100μl，旋涂速度为1000r/min，每次的旋涂时间为35s）涂覆在12cm2的PEN-ITO柔性导电衬底（厚度为0.125mm，面电阻为50Ω/sq，购自香港Kintec公司）上，待乙醇自然挥发后，氧化石墨烯-纳米二氧化钛在FTO导电玻璃上形成均匀的膜厚为180nm的淡黄色初生膜。然后在室温（25℃）下，将上述初生膜放在紫外光灯（波长为365nm）下照射4小时，在这过程中，淡黄色的初生膜变成黑色，表明氧化石墨烯接受二氧化钛经紫外光激发产生的电子而被还原，成为还原氧化石墨烯。由此制备得到包括PEN导电衬底和附着在所述PEN导电衬底上的还原氧化石墨烯的对电极CE3。
测试例1
该测试例用于说明染料敏化太阳能电池的制备及其性能测试。
将吸附有染料N3（购自瑞士Solaronix公司）的TiO2多孔薄膜电极（TiO2胶体购自瑞士Solaronix武汉格奥公司）置于干净的台面上，并将打好尺寸为0.6cm×0.6cm小孔的Surlyn1702（购自瑞士Solaronix公司，厚度为25μm）热封膜叠放在上述TiO2多孔薄膜电极上，往小孔中滴加电解液（电解液的组成成分为0.05mol/L碘、0.5mol/L碘化锂、0.3mol/L的1-己基-3-甲基咪唑碘、0.5mol/L叔丁基吡啶和0.3mol/L的N-甲基苯并咪唑，溶剂为3-甲氧基丙腈），然后在热封膜表面盖上对电极CE1，并在吸附有染料N3的TiO2多孔薄膜电极外表面上放上带有孔径为0.4cm×0.5cm的钢制模具作为掩膜（mask），由此得到染料敏化太阳能电池T1。
染料敏化太阳能电池T1在100mW/cm2的模拟太阳光照射下的光电流-电压曲线如图1所示。
从图1中可以看出，该染料敏化太阳能电池T1的开路光电压为0.665V，短路光电流为16.18mA/cm2，填充因子为0.37，光电转换效率为3.98%。
测试例2
该测试例用于说明染料敏化太阳能电池的制备及其性能测试。
按照测试例1的方法制备染料敏化太阳能电池并对其性能进行测试，不同的是，所述对电极CE1用对电极CE2替代，得到染料敏化太阳能电池T2。
染料敏化太阳能电池T2在100mW/cm2的模拟太阳光照射下的光电流-电压曲线如图1所示。
从图1中可以看出，该染料敏化太阳能电池T2的开路光电压为0.665V，短路光电流为15.94mA/cm2，填充因子为0.41，光电转换效率为4.35%。
测试例3
该测试例用于说明染料敏化太阳能电池的制备及其性能测试。
按照测试例1的方法制备染料敏化太阳能电池并对其性能进行测试，不同的是，所述对电极CE1用对电极CE3替代，得到染料敏化太阳能电池T3。
该染料敏化太阳能电池T3的开路光电压为0.610V，短路光电流为13.28mA/cm2，填充因子为0.34，光电转换效率为2.75%。
从以上实施例可以看出，采用本发明的方法来制备还原氧化石墨烯对电极无需使用有毒化学试剂，也无需高温、高压等苛刻条件，而是采用将氧化石墨烯和二氧化钛的复合物在紫外光下照射，利用二氧化钛激发出的电子对氧化石墨烯进行还原而得到还原氧化石墨烯。本发明提供的制备方法简便，条件温和及环境友好。此外，可以将本发明的所述还原氧化石墨烯材料制备在柔性高分子导电基底上，制成柔性对电极，应用更为广泛。
通过上述测试例的结果可以看出，采用本发明的方法制备得到的还原氧化石墨烯材料可以用作染料敏化太阳能电池对电极材料。即，可以有效地催化氧化还原电对，使染料敏化太阳能电池在光照条件下正常发电，并具有一定的光电转化效率。由此说明，采用本发明的方法制备的还原氧化石墨烯对电极组装的染料敏化太阳能电池具有良好的光电性能，并具有广阔的工业应用前景。

Claims (12)

1.一种还原氧化石墨烯对电极的制备方法，其特征在于，该方法包括：将含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液涂覆在导电基底上，并去除所述含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液中的分散剂，从而在所述导电基底表面形成初生膜，并对所述初生膜进行紫外光照射，从而得到还原氧化石墨烯膜。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液的制备方法包括：将氧化石墨烯分散液与纳米二氧化钛混合，或者将氧化石墨烯分散液与纳米二氧化钛分散液混合，得到含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述氧化石墨烯在含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液中的浓度为0.1mg/mL-1mg/mL。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，分散液中的分散剂为水、乙醇、异丙醇、二甲基甲酰胺和丙酮中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，分散液中的分散剂为乙醇。
6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述纳米二氧化钛为粒径为1-100nm的二氧化钛颗粒或者为厚度为1-100nm的{001}晶面的二氧化钛薄片。
7.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述纳米二氧化钛在所述含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液中的浓度为氧化石墨烯在含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液中的浓度的1-7倍。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其中，所述纳米二氧化钛在所述含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液中的浓度为氧化石墨烯在含有氧化石墨烯和纳米二氧化钛的分散液中的浓度的2-5倍。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其中，紫外光照射的条件包括：紫外光的波长为4-380nm，光照时间为1-12小时。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其中，紫外光照射的条件包括：紫外光的波长为350-380nm，光照时间为2-5小时。
11.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述导电基底的厚度为0.2-3mm；所述导电基底为选自掺氟的二氧化锡导电玻璃、氧化铟锡导电玻璃、镀氧化铟锡的聚对苯二甲酸乙二醇酯和镀氧化铟锡的聚萘二甲酸乙二醇酯中的一种或多种。
12.权利要求1-11中任意一项所述方法制备得到的还原氧化石墨烯对电极在染料敏化太阳能电池中的应用。
CN201310401152.8A 2013-09-05 2013-09-05 还原氧化石墨烯对电极的制备方法及其应用 Active CN104425135B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310401152.8A CN104425135B (zh) 2013-09-05 2013-09-05 还原氧化石墨烯对电极的制备方法及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310401152.8A CN104425135B (zh) 2013-09-05 2013-09-05 还原氧化石墨烯对电极的制备方法及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104425135A CN104425135A (zh) 2015-03-18
CN104425135B true CN104425135B (zh) 2017-08-29

Family

ID=52973856

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310401152.8A Active CN104425135B (zh) 2013-09-05 2013-09-05 还原氧化石墨烯对电极的制备方法及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104425135B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105002595B (zh) * 2015-07-21 2017-02-01 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种含部分还原石墨烯的高分子复合功能纤维及其制备方法
CN105181770A (zh) * 2015-09-09 2015-12-23 上海大学 用作过氧化氢电化学检测的二氧化锰/石墨烯/二氧化钛修饰玻碳电极的制备方法及其应用
CN105753044A (zh) * 2016-01-22 2016-07-13 浙江理工大学 一种还原氧化石墨烯/二氧化钛纳米复合材料制备方法
CN107086124A (zh) * 2016-11-03 2017-08-22 武汉市三选科技有限公司 染料敏化太阳能电池及其制造方法
CN113694915A (zh) * 2021-08-25 2021-11-26 特灵空调***(中国)有限公司 二氧化钛/石墨烯复合材料的制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103011138A (zh) * 2012-11-09 2013-04-03 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 具有复合孔结构的石墨烯、其制备方法及在超级电容器中的应用
CN103172062A (zh) * 2013-04-17 2013-06-26 东南大学 一种染料敏化太阳能电池对电极用石墨烯薄膜的制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103011138A (zh) * 2012-11-09 2013-04-03 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 具有复合孔结构的石墨烯、其制备方法及在超级电容器中的应用
CN103172062A (zh) * 2013-04-17 2013-06-26 东南大学 一种染料敏化太阳能电池对电极用石墨烯薄膜的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TiO2-Graphene Nanocomposites. UV-Assisted Photocatalytic Reduction of Graphene Oxide;Graeme Williams等;《2008 American Chemical Society》;20081231;1488页第1-4段、1491页第1-4段及附图1 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN104425135A (zh) 2015-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Guo et al. Enhanced photocatalytic H2 evolution by plasmonic and piezotronic effects based on periodic Al/BaTiO3 heterostructures
CN104425135B (zh) 还原氧化石墨烯对电极的制备方法及其应用
CN101901693B (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
CN107221441B (zh) 一种基于复合纳米结构光阳极的太阳能电池
CN100511718C (zh) 纳米氧化物多孔薄膜电极及其制备方法和应用
JP4873864B2 (ja) 金属酸化物分散物及びその塗布方法
CN102074373B (zh) 一种染料敏化太阳能电池光阳极及其制备方法
CN101894674B (zh) 一种染料敏化太阳能电池复合光阳极及其制备方法
CN106847513B (zh) 基于多孔CuS架构的硫化物纳米复合对电极的制备方法
CN102157273B (zh) 一种染料敏化太阳能电池复合光阳极
Wannapop et al. Enhanced visible light absorption of TiO2 nanorod photoanode by NiTiO3 decoration for high-performance photoelectrochemical cells
JP2005235757A (ja) 金属酸化物電極膜および色素増感型太陽電池
CN108493297A (zh) 一种三维中空硒硫化镍纳米框催化剂的制备方法
Ghayoor et al. Enhancement of photovoltaic performance of dye-sensitized solar cells based on TiO2-graphene quantum dots photoanode
CN112420396B (zh) 一种银纳米颗粒修饰的SiO2@TiO2分层微球及其制备方法和应用
Liu et al. Large-diameter titanium dioxide nanotube arrays as a scattering layer for high-efficiency dye-sensitized solar cell
CN105977035A (zh) 一种新型电极结构的染料敏化太阳电池
Shahid et al. Graphene loaded TiO2 submicron spheres scattering layer for efficient dye-sensitized solar cell
He et al. Light harvesting enhancement by hierarchical Au/TiO2 microspheres consisted with nanorod units for dye sensitized solar cells
CN103227055B (zh) 一种光阳极及其制备方法、染料敏化太阳能电池
Seo et al. Performance dependence of Si quantum dot-sensitized solar cells on counter electrode
CN106981368B (zh) 一种包含石墨烯基于双散射结构的太阳能电池光阳极
Wang et al. Nanoporous distorted TiO2 ribbons combined with CdS for photocatalytic conversion of CO2 under visible light
CN109727779A (zh) 一种掺杂型石墨烯量子点与改性石墨烯复合的全石墨烯基对电极及其制备方法和应用
CN104681283A (zh) 改性的炭黑和石墨对电极及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant