[发明专利]以取向碳纳米管膜为对电极的染料敏化太阳能电池

权利要求书

1.一种以取向碳纳米管为对电极的染料敏化太阳能电池，其特征在于在染料敏化太阳能电池中用高度取向的碳纳米管薄膜取代贵金属铂作为染料敏化太阳能电池的对电极而获得。

2.如权利要求1所述的染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于具体步骤如下： 

（1）制备对电极，碳纳米管薄膜通过干仿法直接从阵列中拉出并转移到FTO玻璃表面，然后是在附有碳纳米管薄膜的基板表面滴加乙醇并在氩气保护下升温到300-600摄氏度，恒温10-60分钟并退火，使碳纳米管薄膜和FTO玻璃之间通过范德华力紧密地连接在一起，形成含有高度取向碳纳米管的对电极；

对于柔性电池，碳纳米管薄膜转移到镀有ITO的PEN基板表面，滴加乙醇并在空气中升温到100-200摄氏度，恒温25--35分钟并退火，得到含有高度取向碳纳米管的对电极；

（2）制备工作电极，在FTO玻璃上使用丝网印刷法印刷上一层4-15微米厚的纳米晶二氧化钛层，然后在450-550摄氏度下煅烧25--35分钟并退火；温度降到25-150度时，把他们转移到0.5mM/L的N719染料溶液中浸泡12--18小时，取出，得到吸附了大量染料的工作电极，并用乙腈进行清洗；

（3）最后工作电极和对电极通过一个环形衬底进行封装，封装压力为0.1-0.5MPa，温度为110-140摄氏度，通过对电极上的小孔注入电解液；最后使用微型盖玻片和衬底封住小孔，得到完整的电池。

3.根据权利要求2所述的染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于使用的碳纳米管薄膜的制备步骤为： 

催化剂采用结构形式为Si/SiO₂/Al₂O₃/Fe的复合材料，其中Al₂O₃位于硅片和Fe的中间，作为缓冲层，Fe作为催化剂的活性成份，它们分别通过电子束蒸发镀膜仪在硅片上沉积一层纳米厚度的薄膜制备获得；其中，SiO₂层厚度为300-1000 μm，Al₂O₃层厚度为10-30 nm，Fe层厚度为0.5-1.5 nm；采用化学气相沉积法，以Si/SiO₂/Al₂O₃/Fe为催化剂，用乙烯做碳源，氩气和氢气作为载气，在有氧化层Si基片上合成高度取向的碳纳米管阵列；其中乙烯流量为190-290 sccm，氩气流量为400-620 sccm，氢气流量为20-48 sccm，在管式炉中生长5-200 min。