[发明专利]一种柔性纤维染料敏化太阳能电池及其制备方法

说明书

一种柔性纤维染料敏化太阳能电池制备方法，包括如下步骤：（1）以铝丝为工作电极、Pt片为对电极和Ag/AgCl为参比电极在氯铂酸乙醇溶液中电聚合制备Pt对电极，电聚合结束后，将制得的Pt对电极清洗、烘干；（2）烘干后的Pt对电极滴加氯铂酸醇溶液，在450℃热裂解即得柔性纤维Pt对电极；（3）将染料敏化的柔性纤维TiO₂光阳极和柔性纤维Pt对电极相互缠绕组装在透明硅胶管内，然后通过预留的孔隙注入电解质，进行封装，即得。本申请用多步烧结法在钛丝基底制备柔性纤维TiO₂光阳极，两步电化学‑热裂解法在铝丝基底制备铂对电极，纤维TiO₂光阳极和Pt对电极相互缠绕组装成柔性纤维染料敏化太阳能电池（FFDSSC）。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种柔性纤维染料敏化太阳能电池及其制备方法。

背景技术

在煤、石油、天然气等不可再生能源日益减少的情势下，太阳能由于资源丰富，对环境无污染，日益成为能源开发的重点。太阳能电池作为能源的一种新形式，应用领域广泛。染料敏化太阳能电池由于其使用寿命长、生产工艺简单、生产成本低、无毒无污染等特性，占据了太阳能电池的市场。

由于全球变暖和能源危机，寻求对环境无污染、绿色环保的新能源是人类文明可持续发展的重大挑战。在可持续发展基础上，利用自然力发电缓解不断扩大的能源需求是一个优越的解决方案。随着科技的不断进步，发展质轻、便携、可持续和稳定的动力源仍然是很高的要求和挑战。太阳辐射和机械运动是清洁和可再生的能源。织物材料是人类最常见的，而且以纤维为基础的纺织品中能够有效适应人体运动引起的复杂变形。智能纺织品利用吸收的太阳辐射和机械运动产生电功率可能是迈向下一代可穿戴电子产品的重要一步。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柔性纤维染料敏化太阳能电池及其制备方法。

基于上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种柔性纤维染料敏化太阳能电池制备方法，包括如下步骤：

（1）以铝丝为工作电极、Pt片为对电极和Ag/AgCl为参比电极在氯铂酸乙醇溶液中电聚合制备Pt对电极，电聚合结束后，将制得的Pt对电极清洗、烘干；

（2）将烘干后的Pt对电极滴加氯铂酸醇溶液，在450℃热裂解即得柔性纤维Pt对电极；

（3）将染料敏化的柔性纤维TiO₂光阳极和柔性纤维Pt对电极相互缠绕组装在透明硅胶管内，然后通过预留的孔隙注入电解质，进行封装，即得。

优选地，所述步骤（1）中氯铂酸乙醇溶液的浓度为0.01M。

优选地，所述步骤（1）中清洗、烘干是指将制得的Pt对电极依次用去离子水、丙酮和无水乙醇清洗，清洗结束后在100℃烘干。

优选地，所述步骤（2）中氯铂酸醇溶液是指异丙醇和正丁醇体积比为1:1的1.0wt%氯铂酸醇溶液，滴加量每次为3-4滴，过程重复两次。

优选地，所述步骤（3）中电解质为含下述浓度物质的乙腈溶液：0.60 M四正丁基碘化铵、0.10 M碘化锂、0.05 M碘单质和0.50 M 4-特丁基吡啶（即4-叔丁基吡啶）。

优选地，所述步骤（3）中染料敏化的柔性纤维TiO₂光阳极的制备过程如下：（a）将清洗干净的钛丝置于四氯化钛水溶液并在70℃保持1小时，取出，然后用去离子水清洗后吹干，上述过程重复4~5遍进行后下一步；

（b）将步骤（a）得到的钛丝在马弗炉中450℃烧结30分钟后自然降温至室温；

（c）然后将粒径为20nm的TiO₂浆料涂布在步骤（b）得到的钛丝上，室温下晾干，在马弗炉中450℃烧结30min，此过程重复3~4遍后进行下一步；