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一種染料敏化太陽(yáng)能電池光陽(yáng)極及其制備方法與流程

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本發(fā)明屬于染料敏化太陽(yáng)能電池及其制備領(lǐng)域,特別涉及一種染料敏化太陽(yáng)能電池光陽(yáng)極及其制備方法。

背景技術(shù):
染料敏化太陽(yáng)能電池(DSSC)與其它太陽(yáng)能電池相比,制造成本低、制造設(shè)備簡(jiǎn)單,因而迅速引起了人們的關(guān)注。但由于傳統(tǒng)平板形態(tài)電池結(jié)構(gòu)和工藝的限制,現(xiàn)在的平板式傳統(tǒng)光伏電池的制造成本中,透明導(dǎo)電基板等占的比例還相當(dāng)高,導(dǎo)致單位發(fā)電量的成本還居高不下,難以達(dá)到民用級(jí)商品的成本水平,限制了染料敏化太陽(yáng)能電池的大規(guī)模應(yīng)用。柔性染料敏化太陽(yáng)能電池因重量輕,成本低、可進(jìn)行輥到輥的大規(guī)模生產(chǎn)和具有相對(duì)更寬的使用領(lǐng)域等優(yōu)勢(shì)已成為流行。當(dāng)前柔性染料敏化太陽(yáng)能電池的研究大多集中在聚合物/ITO基板上,且相應(yīng)電池的效率已與傳統(tǒng)光伏電池相當(dāng)。不過脆性ITO膜的使用,大大限制了器件的靈活性;且大多數(shù)聚合物又存在耐熱性和耐疲勞較差等缺陷。因此Kang等提出了用不銹鋼箔作工作電極基底的染料敏化太陽(yáng)能電池,電池效率可達(dá)4.2%。但是金屬基材存在沉重和不透明的缺陷。近期,研究通過改變光電極的結(jié)構(gòu)來(lái)克服這個(gè)問題。具有三維捕光能力的纖維型光伏器件用來(lái)替代傳統(tǒng)平板光伏器件極具發(fā)展?jié)摿?,由于低成本,無(wú)ITO,重量輕,柔性好和可與當(dāng)前紡織技術(shù)混合使用等優(yōu)勢(shì),已引起外界極大 的興趣。本發(fā)明的發(fā)明人范興等早期申請(qǐng)的中國(guó)專利200610114454.7公開了一種染料敏化太陽(yáng)能電池及其工作電極,該工作電極包括導(dǎo)電性絲狀基體和敏化半導(dǎo)體薄膜,敏化半導(dǎo)體薄膜為由吸附有敏化染料分子的大小各異的半導(dǎo)體離子構(gòu)成的多孔薄膜結(jié)構(gòu),敏化半導(dǎo)體薄膜包覆在導(dǎo)電性絲狀基體外表面。在該發(fā)明中,采用不銹鋼絲或合金絲等作為導(dǎo)電絲狀基體,其中不銹鋼絲不易加工,難做成復(fù)合材料,合金絲成本高,重量重。在該文件中還提到,也可以使用非金屬導(dǎo)電絲線,如碳纖維等,還可以在非導(dǎo)電性材料制成的絲狀芯外包裹導(dǎo)電性材料皮,但是并沒有給出具體適合的導(dǎo)電性材料,也沒有給出如何制備該種光陽(yáng)極及染料敏化太陽(yáng)能電池。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為解決以上技術(shù)問題,本發(fā)明的目的在于提供一種敏化太陽(yáng)能電池光陽(yáng)極,原材料來(lái)源廣泛、成本低,質(zhì)量輕、可以自由變形、易于串并聯(lián)的廉價(jià)的光陽(yáng)極,特別適合用于要求特定驅(qū)動(dòng)電源的狹小異形空間。本發(fā)明的另一目的在于提供了該種光陽(yáng)極的制備方法,該方法操作簡(jiǎn)單,對(duì)設(shè)備的要求不高,生產(chǎn)成本相對(duì)低廉,不會(huì)產(chǎn)生有毒氣體,對(duì)環(huán)境友好。本發(fā)明的第一目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種染料敏化太陽(yáng)能電池光陽(yáng)極,其特征在于:該光陽(yáng)極的導(dǎo)電基底為表面鍍鎳的纖維絲,在導(dǎo)電基底的表面覆蓋氧化半導(dǎo)體膜層,然后經(jīng)吸附光敏染料后得到。作為優(yōu)選:所述導(dǎo)電基底為表面鍍鎳的金屬纖維絲或不導(dǎo)電纖維絲。所述不導(dǎo)電纖維絲為碳纖維絲或滌綸纖維絲或棉纖維絲或玻璃纖維絲。作為優(yōu)選:所述纖維絲的直徑為10μm-1mm,所述鍍鎳層的厚度為10nm-10μm。作為優(yōu)選:所述氧化半導(dǎo)體膜層為納米氧化鋅或納米氧化鈦膜層,所述氧化半導(dǎo)體膜層的厚度為0.5-50μm。本發(fā)明采用表面鍍鎳的纖維絲作為導(dǎo)電基底,不含透明導(dǎo)電氧化物,原材料來(lái)源廣泛、成本低,質(zhì)量輕、可以自由變形、易于串并聯(lián)的廉價(jià)的光陽(yáng)極,特別適合用于要求特定驅(qū)動(dòng)電源的狹小異形空間。本發(fā)明的第二目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:染料敏化太陽(yáng)能電池光陽(yáng)極的制備方法,按照如下步驟完成:(1)、在纖維絲表現(xiàn)鍍鎳,將表面鍍鎳的纖維絲用乙醇超聲洗凈,自然晾干;(2)、將鍍鎳的纖維絲浸泡在0.1-1.0mol/L乙酸鋅溶液和0.1-1.0mol/L六亞甲基四胺等體積混合的混合溶液中2-6min,取出干燥,燒結(jié)得到表面覆有氧化鋅納米顆粒層的鍍鎳復(fù)合纖維;(3)將步驟(2)得到的復(fù)合纖維懸掛于水熱反應(yīng)釜中,釜內(nèi)含濃度均為0.01-0.07mol/L的乙酸鋅和六亞甲基四胺的混合溶液,再將反應(yīng)釜置于70-140℃環(huán)境中反應(yīng)8-12h,洗凈、干燥,得到表面覆有半導(dǎo)體氧化鋅的鍍鎳復(fù)合纖維;(4)再將得到的樣品浸入染料溶液中,室溫浸泡15-30h后取出,晾干得到染料敏化的光陽(yáng)極。該方法操作簡(jiǎn)單,對(duì)設(shè)備的要求不高,生產(chǎn)成本相對(duì)低廉,不會(huì)產(chǎn)生有毒氣體,對(duì)環(huán)境友好。有益效果:本發(fā)明的染料敏化太陽(yáng)能電池的新型光陽(yáng)極及電池,不含透明導(dǎo)電氧化物,以表面鍍鎳的纖維為導(dǎo)電基底,不僅擴(kuò)大了染料敏化太陽(yáng)能電池光陽(yáng)極導(dǎo)電基底的材料范圍,同時(shí)在DSSC電池中具有極強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。制備方法操作簡(jiǎn)單,對(duì)設(shè)備的要求不高,生產(chǎn)成本相對(duì)低廉,不會(huì)產(chǎn)生有毒氣體,對(duì)環(huán)境友好。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明:實(shí)施例1-----Cu/Ni/ZnO/液態(tài)(1)將導(dǎo)電銅絲(直徑200μm)磨凈,掰直,置于乙醇中超聲洗凈,自然晾干。(2)稱取50g硫酸鎳,10g氯化鎳和9.5g硼酸配制成250ml電解液,并用硫酸調(diào)節(jié)pH至2.0;以Cu絲為陰極,石墨棒為陽(yáng)極,3.7V電壓下進(jìn)行施鍍,時(shí)間為4min,得到Cu/Ni復(fù)合金屬纖維,所述鎳層為10nm。(3)配制0.1mol/L乙酸鋅溶液和0.1mol/L六亞甲基四胺溶液,等體積混合后將(2)中得到復(fù)合金屬纖維浸泡于上述混合液中2min,取出吹干,再置于200℃加熱板上燒結(jié)6min,得到表面覆有氧化鋅納米顆粒層的Cu/Ni復(fù)合金屬纖維。(4)將步驟(3)得到的復(fù)合纖維垂直懸掛于水熱反應(yīng)釜中,釜內(nèi)含60mL等濃度(0.01mol/L)的乙酸鋅和六亞甲基四胺按體積比1:1混合的混合溶液,再將反應(yīng)釜置于70℃烘箱中反應(yīng)12h。取出,用去離子水沖洗干凈,80℃烘箱中烘2h后得到表面覆有氧化鋅納米棒陣列層的Cu/Ni復(fù)合金屬纖維。氧化鋅納米棒陣列層的厚度為5μm。(5)再將步驟(4)得到的樣品浸入聯(lián)吡啶釕N719染料的乙醇溶液中,室溫浸泡15h后取出,晾干得到染料敏化的光陽(yáng)極。(6)將步驟(5)得到的敏化的柔性光陽(yáng)極置于對(duì)電極Pt片上,注入電解液,即得以Cu/Ni復(fù)合金屬纖維為光陽(yáng)極基底的液態(tài)柔性染料敏化太陽(yáng)能電池。在氙燈光源(光電流強(qiáng)度7.0mA)下進(jìn)行測(cè)試,測(cè)得的電池短路電流為7.2 mA/cm2,開路電壓為0.691mV,填充因子為48.18%。實(shí)施例2-----Cu/Ni/ZnO/固態(tài)(1)將導(dǎo)電銅絲(直徑200μm)磨凈,掰直,置于乙醇中超聲洗凈,自然晾干。(2)稱取50g硫酸鎳,10g氯化鎳和9.5g硼酸配制成250ml電解液,并用硫酸調(diào)節(jié)pH至2.0;以Cu絲為陰極,石墨棒為陽(yáng)極,3.7V電壓下進(jìn)行施鍍,時(shí)間為10min,得到Cu/Ni復(fù)合金屬纖維。鎳層厚度為10μm。(3)配制1.0mol/L乙酸鋅溶液和1.0mol/L六亞甲基四胺溶液,等體積混合后將(2)中得到復(fù)合金屬纖維浸泡于上述混合液中6min,取出吹干,再置于200℃加熱板上燒結(jié)2min,得到表面覆有氧化鋅納米顆粒層的Cu/Ni復(fù)合金屬纖維。(4)將步驟(3)得到的復(fù)合纖維垂直懸掛于水熱反應(yīng)釜中,釜內(nèi)含60mL等濃度(0.07mol/L)的乙酸鋅和六亞甲基四胺按照體積比1:1的比例混合的混合溶液,再將反應(yīng)釜置于140℃烘箱中反應(yīng)8h。取出,用去離子水沖洗干凈,80℃烘箱中烘2h后得到表面覆有氧化鋅納米棒陣列層的Cu/Ni復(fù)合金屬纖維。所述氧化鋅納米棒陣列層的厚度為3μm。(5)再將步驟(4)得到的樣品浸入聯(lián)吡啶釕N719染料的乙醇溶液中,室溫浸泡30h后取出,晾干得到染料敏化的光陽(yáng)極。(6)將步驟(5)得到的敏化的柔性光陽(yáng)極置于110℃加熱板,氮?dú)獗Wo(hù)下涂覆CuI電解質(zhì)50遍;(7)將對(duì)電極Au絲等間距纏繞在涂覆有電解質(zhì)的光陽(yáng)極表面,PMMA封 裝,即得以Cu/Ni復(fù)合金屬纖維為光陽(yáng)極導(dǎo)電基底的固態(tài)柔性染料敏化太陽(yáng)能電池。在氙燈光源(光電流強(qiáng)度7.0mA)下進(jìn)行測(cè)試,測(cè)得的電池短路電流為2.2mA/cm2,開路電壓為0.351mV,填充因子為35.04%。實(shí)施例3-----棉纖維/Ni/ZnO/液態(tài)(1)將不導(dǎo)電棉纖維絲(直徑10μm)進(jìn)行預(yù)處理,包括氫氧化鈉除油、氫氟酸粗化及乙醇超聲洗凈,自然晾干。(2)稱取0.3g氯化鈀溶于10mL鹽酸,再加入10mL蒸餾水,溶解完全后加入12g氯化亞錫,組成A液;160g氯化鈉溶于1L蒸餾水中為B液;50℃水浴下將A、B液混合,保溫活化1h即得膠體鈀溶液。(3)將(1)中處理得到的棉纖維絲置于膠體鈀溶液中,50℃下活化-敏化1h。(4)蒸餾水洗凈后,將棉纖維絲浸入體積比為1:9的鹽酸水溶液中,常溫解膠40s。(5)解膠后的纖維用蒸餾水洗凈后進(jìn)行化學(xué)鍍鎳?;瘜W(xué)鍍鎳溶液的組成為:鍍鎳液(A):分別稱取硫酸鎳3.1g,醋酸鈉5.5g,用蒸餾水配制成50mL溶液。鍍鎳液(B):稱取次亞磷酸鈉1.8g溶解于50mL蒸餾水中即可。將化學(xué)鍍鎳容器放入65℃水浴中,首先倒入2.9g檸檬酸鈉和0.9g酒石酸鉀鈉混合溶液25mL,然后倒入鍍鎳液(A),再倒入鍍鎳液(B),并用氨水調(diào)節(jié)pH值至6.5,然后將活化處理好的玻璃纖維置于鍍鎳容器中反應(yīng)1h,得到導(dǎo)電覆鎳復(fù)合纖維。鎳層的厚度為1μm。(6)配制0.5mol/L乙酸鋅溶液和0.5mol/L六亞甲基四胺溶液,等體積混合后將(5)中得到復(fù)合纖維浸泡于上述混合液中4min,取出吹干,再置于200℃加熱板上燒結(jié)4min,得到表面覆有氧化鋅納米顆粒層的覆鎳復(fù)合纖維。(7)將步驟(6)得到的復(fù)合纖維絲垂直懸掛于水熱反應(yīng)釜中,釜內(nèi)含60mL等濃度(0.05mol/L)的乙酸鋅和六亞甲基四胺按體積比1:1的比例混合的混合溶液,再將反應(yīng)釜置于95℃烘箱中反應(yīng)10h。取出,用去離子水沖洗干凈,80℃烘箱中烘2h后得到表面覆有氧化鋅納米棒陣列層的覆鎳復(fù)合纖維。氧化鋅納米棒陣列層的厚度為4.2μm的覆鎳復(fù)合纖維。(8)再將得到的樣品浸入聯(lián)吡啶釕N719染料的乙醇溶液中,室溫浸泡20h后取出,晾干得到染料敏化的光陽(yáng)極。(9)將步驟(8)得到的敏化的柔性光陽(yáng)極置于對(duì)電極Pt片上,注入電解液,即得以覆鎳復(fù)合纖維為光陽(yáng)極基底的液態(tài)柔性染料敏化太陽(yáng)能電池。在氙燈光源(光電流強(qiáng)度7.0mA)下進(jìn)行測(cè)試,測(cè)得的電池短路電流為5.7mA/cm2,開路電壓為0.661mV,填充因子為42.04%。實(shí)施例4----滌綸纖維/Ni/ZnO/固態(tài)(1)將不導(dǎo)電滌綸纖維絲(300μm)進(jìn)行預(yù)處理,包括氫氧化鈉除油、氫氟酸粗化及乙醇超聲洗凈,自然晾干。(2)稱取0.3g氯化鈀溶于10mL鹽酸中,再加入10mL蒸餾水,溶解完全后加入12g氯化亞錫,組成A液;160g氯化鈉溶于1L蒸餾水中為B液;50℃水浴下將A、B液混合,保溫活化1h即得膠體鈀溶液。(3)將(1)中處理得到的不導(dǎo)電滌綸纖維絲置于膠體鈀溶液中,50℃下 活化-敏化1h。(4)蒸餾水洗凈后,將不導(dǎo)電滌綸纖維絲浸入體積比1:9的鹽酸水溶液中,常溫解膠40s。(5)解膠后的不導(dǎo)電滌綸纖維絲用蒸餾水洗凈后進(jìn)行化學(xué)鍍鎳?;瘜W(xué)鍍鎳溶液的組成為:鍍鎳液(A):分別稱取硫酸鎳3.1g,醋酸鈉5.5g,用蒸餾水配制成50mL溶液。鍍鎳液(B):稱取次亞磷酸鈉1.8g溶解于50mL蒸餾水中即可。將化學(xué)鍍鎳容器放入65℃水浴中,首先倒入2.9g檸檬酸鈉和0.9g酒石酸鉀鈉混合溶液25mL,然后倒入鍍鎳液(A),再倒入鍍鎳液(B),并用氨水調(diào)節(jié)pH值至6.5,然后將活化處理好的不導(dǎo)電滌綸纖維絲置于鍍鎳容器中反應(yīng)0.5h,得到導(dǎo)電覆鎳復(fù)合纖維絲,鎳層厚度為500nm。(6)配制0.5mol/L乙酸鋅溶液和0.5mol/L六亞甲基四胺溶液,等體積混合后將(5)中得到復(fù)合纖維絲浸泡于上述混合液中4min,取出吹干,再置于200℃加熱板上燒結(jié)4min,得到表面覆有氧化鋅納米顆粒層的覆鎳復(fù)合纖維。(7)將步驟(6)得到的復(fù)合纖維絲垂直懸掛于水熱反應(yīng)釜中,釜內(nèi)含60mL等濃度(0.05mol/L)的乙酸鋅和六亞甲基四胺按體積比1:1混合的混合溶液,再將反應(yīng)釜置于95℃烘箱中反應(yīng)10h。取出,用去離子水沖洗干凈,80℃烘箱中烘2h后得到表面覆有氧化鋅納米棒陣列層4.0μm的覆鎳復(fù)合纖維絲,(8)再將步驟(7)得到的樣品浸入聯(lián)吡啶釕N719染料的乙醇溶液中,室溫浸泡20h后取出,晾干得到染料敏化的光陽(yáng)極。(9)將步驟(8)得到的敏化的柔性光陽(yáng)極置于110℃加熱板,氮?dú)獗Wo(hù)下涂覆CuI電解質(zhì)50遍;(10)將對(duì)電極Au絲等間距纏繞在涂覆有電解質(zhì)的光陽(yáng)極表面,PMMA 封裝,即得以覆鎳復(fù)合纖維為光陽(yáng)極導(dǎo)電基底的固態(tài)柔性染料敏化太陽(yáng)能電池。在氙燈光源(光電流強(qiáng)度7.0mA)下進(jìn)行測(cè)試,測(cè)得的電池短路電流為1.8mA/cm2,開路電壓為0.359mV,填充因子為34.57%。實(shí)施例5-----Fe/Ni/TiO2/液態(tài)(1)將導(dǎo)電鐵絲(直徑200μm)磨凈,掰直,置于乙醇中超聲洗凈,自然晾干。(2)稱取50g硫酸鎳,10g氯化鎳和9.5g硼酸配制成250ml電解液,并用硫酸調(diào)節(jié)pH至2.0;以Cu絲為陰極,石墨棒為陽(yáng)極,3.7V電壓下進(jìn)行施鍍,時(shí)間為5min,得到Cu/Ni復(fù)合金屬纖維。鍍鎳層的厚度為100nm。(3)然后將Cu/Ni復(fù)合金屬纖維在丙酮中超聲洗凈,平放在150℃加熱板上,使用紅外燈烘烤,同時(shí)進(jìn)行二氧化鈦乳液涂膜,均勻涂覆1遍,然后升溫至200℃,維持10min;接著轉(zhuǎn)移至陶瓷加熱板上,450℃下燒結(jié)15min;自然冷卻,重復(fù)此過程6次。二氧化鈦涂膜的厚度為50μm。(4)再將得到的樣品浸入聯(lián)吡啶釕N719染料的乙醇溶液中,室溫浸泡15h后取出,晾干得到染料敏化的光陽(yáng)極。(5)將步驟(4)得到的敏化的柔性光陽(yáng)極置于對(duì)電極Pt片上,注入電解液,封裝即得以Cu/Ni復(fù)合金屬纖維為光陽(yáng)極基底的液態(tài)柔性染料敏化太陽(yáng)能電池。在氙燈光源(光電流強(qiáng)度7.0mA)下進(jìn)行測(cè)試,測(cè)得的電池短路電流為8.7mA/cm2,開路電壓為0.744mV,填充因子為45.12%。實(shí)施例6-----Cu/Ni/TiO2/固態(tài)(1)將導(dǎo)電銅絲(直徑1mm)磨凈,掰直,置于乙醇中超聲洗凈,自然晾干。(2)稱取50g硫酸鎳,10g氯化鎳和9.5g硼酸配制成250ml電解液,并用硫酸調(diào)節(jié)pH至2.0;以Cu絲為陰極,石墨棒為陽(yáng)極,3.7V電壓下進(jìn)行施鍍,時(shí)間為6min,得到Cu/Ni復(fù)合金屬纖維,鎳層厚度為300nm。(3)然后將Cu/Ni復(fù)合金屬纖維在丙酮中超聲洗凈,平放在150℃加熱板上,使用紅外燈烘烤,同時(shí)進(jìn)行二氧化鈦乳液涂膜,均勻涂覆1遍,然后升溫至200℃,維持10min;接著轉(zhuǎn)移至陶瓷加熱板上,450℃下燒結(jié)15min;自然冷卻,重復(fù)此過程6次,二氧化鈦膜層的厚度為0.5μm。(4)再將得到的樣品浸入聯(lián)吡啶釕N719染料的乙醇溶液中,室溫浸泡24h后取出,晾干得到染料敏化的光陽(yáng)極。(5)將步驟(4)得到的敏化的柔性光陽(yáng)極置于110℃加熱板,氮?dú)獗Wo(hù)下涂覆CuI電解質(zhì)50遍;(6)將對(duì)電極Au絲等間距纏繞在涂覆有電解質(zhì)的光陽(yáng)極表面,PMMA封裝,即得以Cu/Ni復(fù)合金屬纖維為光陽(yáng)極導(dǎo)電基底的固態(tài)柔性染料敏化太陽(yáng)能電池。在氙燈光源(光電流強(qiáng)度7.0mA)下進(jìn)行測(cè)試,測(cè)得的電池短路電流為2.0mA/cm2,開路電壓為0.321mV,填充因子為37.26%。實(shí)施例7---碳纖維/Ni/TiO2/液態(tài)(1)將不導(dǎo)電碳纖維絲(0.5mm)進(jìn)行預(yù)處理,包括氫氧化鈉除油、氫氟 酸粗化及乙醇超聲洗凈,自然晾干。(2)稱取0.3g氯化鈀溶于10mLHCl,再加入10mL蒸餾水,溶解完全后加入12g氯化亞錫,組成A液;160g氯化鈉溶于1L蒸餾水中為B液;50℃水浴下將A、B液混合,保溫活化1h即得膠體鈀溶液。(3)將(1)中處理得到的碳纖維絲置于膠體鈀溶液中,50℃下活化-敏化1h。(4)蒸餾水洗凈后,將碳纖維絲浸入1:9的鹽酸溶液中,常溫解膠40s。(5)解膠后的纖維絲用蒸餾水洗凈后進(jìn)行化學(xué)鍍鎳?;瘜W(xué)鍍鎳溶液的組成為:鍍鎳液(A):分別稱取硫酸鎳3.1g,醋酸鈉5.5g,用蒸餾水配制成50mL溶液。鍍鎳液(B):稱取次亞磷酸鈉1.8g溶解于50mL蒸餾水中即可。將化學(xué)鍍鎳容器放入65℃水浴中,首先倒入2.9g檸檬酸鈉和0.9g酒石酸鉀鈉混合溶液25mL,然后倒入鍍鎳液(A),再倒入鍍鎳液(B),并用氨水調(diào)節(jié)pH值至6.5,然后將活化處理好的玻璃纖維置于鍍鎳容器中反應(yīng)1.5h。(6)然后將覆鎳2μm的復(fù)合纖維在丙酮中超聲洗凈,平放在150℃加熱板上,使用紅外燈烘烤,同時(shí)進(jìn)行二氧化鈦乳液涂膜,均勻涂覆1遍,然后升溫至200℃,維持10min;接著轉(zhuǎn)移至陶瓷加熱板上,450℃下燒結(jié)15min;自然冷卻,重復(fù)此過程6次,二氧化鈦膜層厚度為3μm。(7)再將步驟(6)得到的樣品浸入聯(lián)吡啶釕N719染料的乙醇溶液中,室溫浸泡20h后取出,晾干得到染料敏化的光陽(yáng)極。(8)將步驟(7)得到的敏化的柔性光陽(yáng)極置于對(duì)電極Pt片上,注入電解液,封裝即得以覆鎳復(fù)合纖維為光陽(yáng)極基底的液態(tài)柔性染料敏化太陽(yáng)能電池。在氙燈光源(光電流強(qiáng)度7.0mA)下進(jìn)行測(cè)試,測(cè)得的電池短路電流為 5.8mA/cm2,開路電壓為0.701mV,填充因子為46.25%。實(shí)施例8----玻璃纖維/Ni/TiO2/固態(tài)(1)將不導(dǎo)電玻璃纖維絲(0.4mm)進(jìn)行預(yù)處理,包括氫氧化鈉除油、氫氟酸粗化及乙醇超聲洗凈,自然晾干。(2)稱取0.3g氯化鈀溶于10mL鹽酸,再加入10mL蒸餾水,溶解完全后加入12g氯化亞錫,組成A液;160g氯化鈉溶于1L蒸餾水中為B液;50℃水浴下將A、B液混合,保溫活化1h即得膠體鈀溶液。(3)將(1)中處理得到的玻璃纖維絲置于膠體鈀溶液中,50℃下活化-敏化1h。(4)蒸餾水洗凈后,將玻璃纖維絲浸入按體積比1:9的鹽酸水溶液中,常溫解膠40s。(5)將解膠后的纖維絲用蒸餾水洗凈后進(jìn)行化學(xué)鍍鎳?;瘜W(xué)鍍鎳溶液的組成為:鍍鎳液(A):分別稱取硫酸鎳3.1g,醋酸鈉5.5g,用蒸餾水配制成50mL溶液。鍍鎳液(B):稱取次亞磷酸鈉1.8g溶解于50mL蒸餾水中即可。將化學(xué)鍍鎳容器放入65℃水浴中,首先倒入2.9g檸檬酸鈉和0.9g酒石酸鉀鈉混合溶液25mL,然后倒入鍍鎳液(A),再倒入鍍鎳液(B),并用氨水調(diào)節(jié)pH值至6.5,然后將活化處理好的玻璃纖維置于鍍鎳容器中反應(yīng)1h。(6)然后將覆鎳2μm的復(fù)合纖維在丙酮中超聲洗凈,平放在150℃加熱板上,使用紅外燈烘烤,同時(shí)進(jìn)行二氧化鈦乳液涂膜,均勻涂覆1遍,然后升溫至200℃,維持10min;接著轉(zhuǎn)移至陶瓷加熱板上,450℃下燒結(jié)15min;自然冷卻,重復(fù)此過程6次,得到二氧化鈦膜層0.8μm。(7)再將得到的樣品浸入聯(lián)吡啶釕N719染料的乙醇溶液中,室溫浸泡20h后取出,晾干得到染料敏化的光陽(yáng)極。(8)將步驟(7)得到的敏化的柔性光陽(yáng)極置于110℃加熱板,氮?dú)獗Wo(hù)下涂覆CuI電解質(zhì)50遍;(9)將對(duì)電極Au絲等間距纏繞在涂覆有電解質(zhì)的光陽(yáng)極表面,PMMA封裝,即得以覆鎳復(fù)合纖維為光陽(yáng)極導(dǎo)電基底的固態(tài)柔性染料敏化太陽(yáng)能電池。在氙燈光源(光電流強(qiáng)度7.0mA)下進(jìn)行測(cè)試,測(cè)得的電池短路電流為1.9mA/cm2,開路電壓為0.361mV,填充因子為34.85%。本發(fā)明不局限于具體實(shí)施例中,所述金屬纖維絲還可以為鐵絲等,所述非金屬纖維絲可以為碳纖維、棉纖維等。凡是在本發(fā)明宗旨內(nèi)的任何改進(jìn)均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
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