[发明专利]一种铂合金电极及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铂合金电极及其制备方法，特别应用于染料敏化太阳能电池技术领域。该电极制备方法也可应用于燃料电池领域。

背景技术

太阳能是一种取之不尽、用之不竭的洁净能源，是对人类充满魅力的能源。利用太阳能电池将太阳能直接转换为电能一直是科学家们的追求目标。

染料敏化太阳能电池(Dye-Sensitized Solar Cells，DSSC)是一类新型太阳能电池。20世纪90年代初，瑞士洛桑高等工业学院的教授和他的研究小组发表的A low cost，high efficiency solar cell based on dye-sensitized colloidal TiO₂film.Nature，1991，353：737Regan B O，M，et al.采用高比表面积的纳米多孔TiO₂膜做半导体电极，以过渡金属Ru或Os的有机络合物作敏化染料，以(I₃^-/I^-)溶液为电解质研制出一种纳米晶DSSC，其光电转换效率达到7％以上(后来又提高到10~11％)，由此掀起了高效DSSC的研发热潮。1997年，这种电池已经应用于电致变色器件：如Brian A Gregg.Photoelectrochromic cells and their applications.Endeavour，1997，21(2)：52～55，和Bechinger C，Gregg B A.Development of a self-powered electrochromic device forlight modulation without external power supply.Solar Energy Materials and SolarCells，1998，54：405～410所述；人们预计，在未来的几年内，这种太阳能电池将进入实用阶段。目前，DSSC的光电转化效率已能稳定在10％以上，寿命能达15～20年。

DSSC与传统的太阳能电池相比，最引人瞩目的是其所具有的巨大的价格优势，其制造成本仅为硅太阳能电池的1/5～1/10。DSSC潜在的应用前景十分广阔，由于DSSC透明度高，根据所用的染料不同可选择色彩等特点，可以考虑其在设计面上的优越性。此外，由于DSSC对温度和入射光角度依赖小，使之可能用作建筑物的商品化壁材或与智能窗并用等。

DSSC上的对电极(光阴极)一般使用贵金属Pt，主要原因在于其高催化活性和相对较低的超电势。陈今茂等2005，50(1)在科学通报发表关于纳晶敏化太阳能电池中铂修饰对电极的一种新制法，用自组装法在FTO导电面上制备了纳米级的Pt电极，其粒径在15nm左右；方晓明等2006，27(2)在太阳能学报发表染料敏化纳米薄膜太阳能电池的新型对电极研究，采用溅射法在导电玻璃等不同基体上形成Pt薄膜层；采用浸渍法在导电玻璃上沉积制备DSSC用Pt电极也有报道。但是，Pt对电极本身的成本较高，在性能上也有诸多问题尚待解决，譬如Pt的溶解和中毒问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提出一种用于染料敏化太阳能电池的PtRu对电极以及制备此电极的电沉积方法。

本发明的铂合金电极，是在导电玻璃上沉积PtRu为电极。

本发明的铂合金电极的制备方法，其步骤如下：

(1)配制H₂PtCl₆和RuCl₃混合水溶液，混合溶液中H₂PtCl₆浓度为9×10^-4～2.0×10^-3mol·L^-1，RuCl₃浓度为1.5×10^-3～3.5×10^-3mol·L^-1；

(2)将固体(NH₄)₂HPO₄和固体Na₂HPO₄依次加入到上述混合溶液中，室温下搅拌。(NH₄)₂HPO₄和Na₂HPO₄的加入量分别为5～6g/L和15～20g/L；