[发明专利]一种染料敏化太阳能电池的对电极及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种染料敏化太阳能电池的对电极，其特征在于，该对电极包括导电基底和附着在所述导电基底上的聚合物层，所述聚合物层含有有机酸根离子掺杂的导电纳米聚合物。

2.根据权利要求1所述的对电极，其中，所述导电基底的厚度为0.2mm-3mm；优选地，所述导电基底选自掺氟的二氧化锡导电玻璃、氧化铟锡导电玻璃、镀氧化铟锡的聚对苯二甲酸乙二醇酯、镀氧化铟锡的聚萘二甲酸乙二醇酯、碳、石墨和导电金属中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的对电极，其中，所述聚合物层的厚度为0.3nm-10μm。

4.根据权利要求1、2或3所述的对电极，其中，所述导电纳米聚合物的平均颗粒直径为0.5nm-500nm，比表面积为0.1m²/g-1000m²/g；优选地，所述导电纳米聚合物的平均颗粒直径为20nm-200nm，比表面积为80m²/g-200m²/g。

5.根据权利要求4所述的对电极，其中，掺杂率为2-8个导电纳米聚合物结构单元掺杂有1个有机酸根离子；优选地，所述导电纳米聚合物选自聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩和聚-3,4-乙撑二氧噻吩中的一种或多种。

6.根据权利要求1、2、3或5所述的对电极，其中，与所述有机酸根离子对应的有机酸选自对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、十二烷基磺酸、双三氟甲基磺酰亚胺、2-蒽醌磺酸和2,7-蒽醌二磺酸中的一种或多种。

7.一种染料敏化太阳能电池对电极的制备方法，该方法包括将单体、有机酸盐和溶剂混合均匀，得到混合溶液，并采用有机酸将所述混合溶液调节至酸性，得到混合物；在以所述混合物为电解液、导电基底为工作电极的三电极体系中进行电解，所述电解的方法和条件使得单体在导电基底上聚合，得到包括导电基底和附着在所述导电基底上的聚合物层的对电极。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其中，所述混合物中各组分的用量使得单体的浓度为0.001mol/L-5mol/L，所述有机酸盐的浓度为0.001mol/L-5mol/L，所述混合物的pH值小于6；优选地，所述混合物中各组分的用量使得单体的浓度为0.2mol/L-3mol/L，所述有机酸盐的浓度为0.2mol/L-3mol/L，所述混合物的pH值为0.5-3。

9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其中，所述有机酸盐中的有机酸根与所述有机酸中的有机酸根的种类相同；优选地，所述有机酸盐选自对甲苯磺酸钠、对甲苯磺酸锂、对甲苯磺酸钾、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸锂、十二烷基苯磺酸钾、十二烷基磺酸钠、十二烷基磺酸锂、十二烷基磺酸钾、双三氟甲基磺酰亚胺钠、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺钾、2-蒽醌磺酸钠、2-蒽醌磺酸锂、2-蒽醌磺酸钾、2,7-蒽醌二磺酸钠、2,7-蒽醌二磺酸锂和2,7-蒽醌二磺酸钾中的一种或多种；优选地，所述有机酸选自对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、十二烷基磺酸、双三氟甲基磺酰亚胺、2-蒽醌磺酸和2,7-蒽醌二磺酸中的一种或多种；优选地，所述单体选自吡咯、苯胺、噻吩和3,4-乙撑二氧噻吩中的一种或多种。

10.根据权利要求7所述的制备方法，其中，所述电解的方法包括恒电压法、恒电流法、循环伏安法、多电流阶跃法和多电压阶跃法；

优选地，所述恒电压法的电解条件包括电压为0.5V-1.5V、时间为1s-2000s；

优选地，所述恒电流法的电解条件包括电流密度为0.1mA/cm²-100mA/cm²、时间为0.01s-20000s；

优选地，所述循环伏安法的电解条件包括扫描电位为-0.5V至1.5V、扫描速度为0.1mV/s-3000mV/s、扫描次数为1-5000；

优选地，所述多电流阶跃法的电解条件包括阶跃电流1为-0.00015A至-0.5A、阶跃时间为0.001s-1000s，阶跃电流2为0.000015A-0.5A、阶跃时间为0.0001s-1000s，循环次数为5-250000；

优选地，所述多电位阶跃法的电解条件包括阶跃电位1为0.5V-1.5V、阶跃时间为0.001s-1000s，阶跃电位2为-0.0005V至-1.5V、阶跃时间为0.0002s-1000s，循环次数为5-250000。

11.权利要求1-6中任意一项所述的对电极在染料敏化太阳能电池中的应用。