[发明专利]光诱导质子化太阳能电池

权利要求书

1.一种光诱导质子化太阳能电池，其包括作为光电化学池的密闭容器、阳离子交换隔膜、在水中经光诱导能够产生氢离子和阴离子的光酸分子以及电极；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阳离子交换隔膜，并且该阳离子交换隔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离子和阴离子的光酸分子的水溶液，在第二容器中盛放有水；

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，且透过光与阳离子交换隔膜成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。

2.根据权利要求1所述的光诱导质子化太阳能电池，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所述的光诱导质子化太阳能电池，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或3所述的光诱导质子化太阳能电池，其特征是：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。

5.根据权利要求1所述的光诱导质子化太阳能电池，其特征是：所述的阳离子交换膜只允许光酸分子在水中经光诱导能够产生的氢离子透过，而不允许光酸分子本身和光酸分子在光照射后产生的阴离子透过。

6.根据权利要求1或5所述的光诱导质子化太阳能电池，其特征是：所述的阳离子交换膜是在膜结构中含有酸性活性基团的阳离子交换膜。

7.根据权利要求6所述的光诱导质子化太阳能电池，其特征是：所述的含有酸性活性基团的阳离子交换膜是选自酸性活性基团磺酸化的、磷酸化的、羧酸化的或酚羟基化的聚苯乙烯膜或全氟的聚苯乙烯膜，酸性活性基团磺酸化的、磷酸化的、羧酸化的或酚羟基化的聚乙烯膜或全氟的聚乙烯膜，酸性活性基团磺酸化的、磷酸化的、羧酸化的或酚羟基化的聚氯乙烯膜或全氟的聚氯乙烯膜，酸性活性基团磺酸化的、磷酸化的、羧酸化的或酚羟基化的聚丙烯膜或全氟的聚丙乙烯膜所组成的组中至少一种。

8.根据权利要求7所述的光诱导质子化太阳能电池，其特征是：所述的酸性活性基团是-SO₃H活性基团、-OPO₃H₂活性基团、-PO₃H₂活性基团、-COOH活性基团、酚羟基活性基团中的一种。

9.根据权利要求1所述的光诱导质子化太阳能电池，其特征是：所述的光酸分子的水溶液的浓度为1μM～饱和溶液的浓度。

10.根据权利要求1、5或9所述的光诱导质子化太阳能电池，其特征是：所述的光酸分子为在水溶液中及光照的作用下能够发生光解反应分解为氢离子及阴离子，且在避光条件下氢离子又能够与光酸分子光解产生的阴离子重新形成光解前的光酸分子。

11.根据权利要求1或5所述的光诱导质子化太阳能电池，其特征是：所述的光酸分子为萘酚类光酸分子、芘酚类光酸分子或中的一种。

12.根据权利要求10所述的光诱导质子化太阳能电池，其特征是：所述的光酸分子为萘酚类光酸分子、芘酚类光酸分子或中的一种。

13.根据权利要求11所述的光诱导质子化太阳能电池，其特征是：

所述的萘酚类光酸分子为：

所述的芘酚类光酸分子为：

14.根据权利要求12所述的光诱导质子化太阳能电池，其特征是：

所述的萘酚类光酸分子为：

所述的芘酚类光酸分子为：