[发明专利]一种储能光敏太阳能电池正极及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池正极及其制备方法，尤其涉及到一种储能光敏太阳能电池正极及其制备方法，属于能源技术领域。

背景技术

随着能源和环境危机日益严重，寻求新的可再生能源正在成为一项亟待解决的问题。人们已经进行了多项研究，意在开发出可替代能源，从而能够替代传统的矿物燃料，并解决日益临近的能源危机。太阳能取之不尽用之不竭，而且绿色可再生。

染料敏化太阳能电池为电化学太阳能电池，其主要构成为：吸收太阳光并产生电子一空穴对的光敏染料分子，和传送所产生电子的过渡金属氧化物。

但是，现有的太阳能电池正极一般只是由TiO₂薄膜层构成，仅仅把太阳能转化为电能输出，整个太阳能电池只表现为光能转化为电能，而对于电能的储存仅仅是附加一个单一功能的储能器件或第三电极，使太阳能电池构成复杂、体型庞大，不便普遍应用。

发明内容

本发明旨在提供一种具有光能转换和能量储存双项功能的储能光敏太阳能电池正极及其制备方法。使用该正极组装成的储能光敏太阳能电池具有较好的光电转化和储电能力,实现了光电转化和储能在同一电池中同时进行。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明提供了一种储能光敏太阳能电池正极，所述正极依次包括导电玻璃衬底、与导电玻璃衬底的导电面接触的光电转化层、与光电转化层接触的储电层；

所述光电转化层的原材料是粒径为10～20nm的纳米TiO₂粉体；

所述储电层的原材料是炭气凝胶粉体。

优选的，所述正极涂层即所述光电转化层和储电层的总厚度为600～800μm。

优选的，所述光电转化层的厚度为200～400μm，储电层的厚度为250-400μm。

本发明还提供了一种储能光敏太阳能电池正极的制备方法，按照如下步骤操作：

a、将滴加过粘合剂的粒径为10～20nm的纳米TiO₂粉体研磨至粘稠状，涂敷在导电玻璃衬底的导电面上，130℃下烘0.5小时，然后将所述导电玻璃衬底浸泡在光敏染料中12～24小时后烘干，以在所述导电玻璃衬底的导电面上形成光电转化层；

b、将滴加过粘合剂的炭气凝胶粉体研磨至粘稠状，涂敷在光电转化层的背离导电玻璃衬底的侧面上，130℃下烘0.5小时形成储电层；

c、再将涂覆有光电转化层、储电层的导电玻璃衬底于100℃下烘1小时形成储能光敏太阳能电池正极。

优选的，所述光敏染料选自N3、N719、C106；

所述粘合剂选自N-甲基吡咯烷酮（NMP）或0.15mol/L的醋酸。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、该正极涂层均匀，组装成的储能光敏太阳能电池具有较好的光电转化和储电能力，将光能转化为电能，同时将电能储存起来并用于输出，使光电转化和电能储存在无附加器件的太阳能电池中得以实现。

2、以本发明方法所制备的正极组装成的储能光敏太阳能电池在太阳光模拟器照射下0.5-1个小时，其开路电压为0.68-0.75V，和只具有光电转化的太阳能电池相比，本发明方法所制备的正极组装成的储能光敏太阳能电池的开路电压并没有降低。并且将太阳光模拟器照射后的储能光敏太阳能电池正极暗处放置200-400小时，其开路电压为0.35-0.45V，具有良好的储电功能，实现了光电转化和储能在同一电池中同时进行。

附图说明

图1为本发明储能光敏太阳能电池正极的结构示意图。

图中标记的含义如下：

1—导电玻璃衬底  2—光电转化层  3—储电层

具体实施方式

实施例1：

将1mL0.15mol/L的醋酸溶液滴加到盛有1g粒径为10～20nm的纳米TiO₂粉体的研钵中，研磨至粘稠状，涂敷在导电玻璃衬底1的导电面上,130℃下烘0.5小时，浸泡在0.3mmol/L的光敏染料C106（用之前超声20分钟）中12小时，烘干形成厚度为200μm的光电转化层2；将1mL0.15mol/L的醋酸溶液滴加到盛有1g炭气凝胶粉体的研钵中，研磨至粘稠状，涂敷在光电转化层2的背离导电玻璃衬底的侧面上，130℃下烘0.5小时形成厚度为400μm的储电层3；再将涂覆有光电转化层2、储电层3的导电玻璃衬底1于100℃下烘1小时形成储能光敏太阳能电池正极。