[发明专利]光诱导氢氧根离子化太阳能电池

权利要求书

1.一种光诱导氢氧根离子化太阳能电池，其包括作为光电化学池的密闭 容器、阴离子交换膜、在水中经光诱导能够产生氢氧根离子和阳离子的光碱 分子以及电极；其特征是：

所述的密闭容器中有与密闭容器的四个内壁密封相连接的阴离子交换 膜，并且该阴离子交换膜将所述的密闭容器分成体积不相等的第一容器和第 二容器；其中，在第一容器中盛放有在水中经光诱导能够产生氢氧根离子和 阳离子的光碱分子的水溶液，在第二容器中盛放有水；或

在第一容器中盛放有含有季铵盐类型的表面活性剂和氯化钠的在水中经 光诱导能够产生氢氧根离子和阳离子的光碱分子的水溶液；在第二容器中盛 放有含有季铵盐类型的表面活性剂和氯化钠的水溶液；或

在第一容器中盛放有含有季铵盐类型的表面活性剂和氯化钾的在水中经 光诱导能够产生氢氧根离子和阳离子的光碱分子的水溶液；在第二容器中盛 放有含有季铵盐类型的表面活性剂和氯化钾的水溶液；

所述的密闭容器只有其中所述的第一容器的一侧壁有部分地方能够透 光，且透过光与阴离子交换膜成90度入射角，其余密闭容器的壁为不能透光；

在第一容器中的透光部分处设置有阳极或阴极；在第二容器中设置有阴 极或阳极；并且第一容器中设置的阳极或阴极的导线通向第一容器外，对应 于第二容器中设置的阴极或阳极的导线通向第二容器外；

所述的阴离子交换膜只允许光碱分子在水中经光诱导能够产生的氢氧根 离子透过，而不允许光碱分子本身和光碱分子在光照射后产生的阳离子透过； 并且是在膜结构中含有碱性活性基团的阴离子交换膜；

所述的光碱分子为在水溶液中或在含有季铵盐类型的表面活性剂和氯化 钠或氯化钾的水溶液中经光的照射作用下能够发生光解反应分解为氢氧根离 子及阳离子，且在避光条件下氢氧根离子又能够与光碱分子光解产生的阳离 子重新形成光解前的光碱分子；

所述的光碱分子是具有以下结构的三芳胺类光碱分子中的一种：

所述的第一容器侧壁能够透光的部分面积占该侧壁总面积的1/10～1/3。

2.根据权利要求1所述的光诱导氢氧根离子化太阳能电池，其特征是： 所述的电极材料是铂电极、银/氯化银电极或ITO电极。

3.根据权利要求1所述的光诱导氢氧根离子化太阳能电池，其特征是：所 述的第一容器与第二容器的体积比为1/10～1/2。

4.根据权利要求1所述的光诱导氢氧根离子化太阳能电池，其特征是：所 述的含有碱性活性基团的阴离子交换膜选自碱性活性基团胺化的聚苯乙烯 膜、碱性活性基团胺化的聚乙烯膜、碱性活性基团胺化的聚氯乙烯膜、碱性 活性基团胺化的聚丙烯膜所组成的组中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的光诱导氢氧根离子化太阳能电池，其特征是：所 述的碱性活性基团选自-NR₃OH、-NRR₂OH、-NH₂、-NHR、-NR₂中的一种；其中 R为脂肪烃取代基或芳香烃取代基；R₂为2个脂肪烃取代基、2个芳香烃取代基 或1个为脂肪烃取代基1个为芳香烃取代基；R₃为3个脂肪烃取代基、3个芳香烃 取代基、2个为脂肪烃取代基1个为芳香烃取代基、或1个为脂肪烃取代基2个 为芳香烃取代基。

6.根据权利要求4所述的光诱导氢氧根离子化太阳能电池，其特征是：所 述的碱性活性基团选自-NR₃OH、-NRR₂OH、-NH₂、-NHR、-NR₂中的一种；其中 R为脂肪烃取代基或芳香烃取代基；R₂为2个脂肪烃取代基、2个芳香烃取代基 或1个为脂肪烃取代基1个为芳香烃取代基；R₃为3个脂肪烃取代基、3个芳香烃 取代基、2个为脂肪烃取代基1个为芳香烃取代基、或1个为脂肪烃取代基2个 为芳香烃取代基。