[发明专利]一种染料敏化太阳能电池用Cu3SnS4纳米材料对电极及其制备方法

权利要求书

1.一种染料敏化太阳能电池用Cu₃SnS₄纳米材料对电极及其制备方法，其特征在于，由以下步骤制备而得：

（1）将Cu₂SO₄和SnCl₄加入到离子水搅拌均匀，加入乙二胺继续搅拌均匀；

（2）将S粉溶解在联氨溶液中并搅拌均匀；

（3）将上述（1）和（2）混合，搅拌至混合均匀；

（4）将上述混合液转移至反应釜进行水热反应；

（5）将反应产物用去离子水和无水乙醇反复清洗和离心，产物（沉淀）与悬浮液分离，真空干燥后得到Cu₃SnS₄纳米颗粒；

（6）将Cu₃SnS₄纳米颗粒溶于去离子水,超声分散得到混合均匀的Cu₃SnS₄“墨水”；将“墨水”涂覆在处理过的导电机体（FTO）上，形成对电极前驱体；

（7）将制备好的前驱体放入管式炉中在S气氛保护下退火得到以Cu₃SnS₄为催化层的染料敏化太阳能电池对电极。

2.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池用Cu₃SnS₄纳米材料对电极及其制备方法，其特征在于：反应物Cu₂SO₄和SnCl₄物质的量比为1:1~3:2，S和Cu₂SO₄物质的量比为2:1~3:1。

3.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池用Cu₃SnS₄纳米材料对电极及其制备方法，其特征在于：磁力搅拌的时间为10~30分钟，以溶液混合均匀为准。

4.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池用Cu₃SnS₄纳米材料对电极及其制备方法，其特征在于：水热反应的温度范围在150~250℃之间，反应时间在12~36小时之间。

5.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池用Cu₃SnS₄纳米材料对电极及其制备方法，其特征在于：乙二胺≥70%、联氨的浓度≥75%。

6.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池用Cu₃SnS₄纳米材料对电极及其制备方法，其特征在于：所述干燥过程是采用真空干燥法，干燥的温度在25~50℃之间，压力在-1~0MPa之间，时间在24~72小时。

7.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池用Cu₃SnS₄纳米材料对电极及其制备方法，其特征在于：Cu₃SnS₄“墨水”涂覆方法包括滴涂、旋涂和刮涂法。

8.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池用Cu₃SnS₄纳米材料对电极及其制备方法，其特征在于：退火的温度在450~550℃之间，时间在0.5~2小时之间，升温速率在0.1~10℃/分钟之间。