[发明专利]染料敏化太阳能电池非铂对电极CoTe/Te纳米线及其制备方法

说明书

本发明公开了一种染料敏化太阳能电池非铂对电极CoTe/Te纳米线及其制备方法，其步骤为：将六水合硝酸钴溶解在甲醇中，在剧烈搅拌下，依次加入亚碲酸钠和水合肼，一段时间后进行水热反应，待反应结束后，自然降温至室温，离心洗涤、干燥，即得到CoTe/Te纳米线。本发明采用水热法和旋涂法，所用的方法简单，仪器设备简易，可得到形貌均一的CoTe/Te纳米线，CoTe/Te纳米线表面CoTe（102）晶面的选择性生长，该晶面对I₃ˉ还原表现出较高的电催化活性，单质Te是P型半导体，具有较高的空穴载流子迁移率，有利于提升复合材料的催化性能。

技术领域

本发明属于太阳能电池纳米材料生产技术领域，具体涉及过渡金属碲化物的纳米线的制备方法。

背景技术

在染料敏化太阳能电池（Dye-sensitized solar cells，DSSCs）的对电极中，是采用I₃ˉ和Iˉ作为氧化还原电对，在其表面发生I₃ˉ的还原反应：I₃ˉ+ 2 e^- →3 Iˉ。因此对电极对于I₃ˉ还原的催化性能好坏决定了电池的整体性能。作为对电极的Pt贵金属电极其催化效果受空气影响严重，同时存在很严重的性能衰减。且Pt在地球上的储量极少，价格昂贵，极大地限制了电池的大规模生产。因此，研发新型、高稳定性、催化性能好的非铂对电极材料是目前染料敏化太阳能电池领域的热点问题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一步水热法合成的CoTe/Te纳米线及其方法，并将其应用于DSSCs的对电极。

实现本发明目的的技术解决方案是：

CoTe/Te纳米线及其制备方法，包括如下步骤：

称取一定量的六水合硝酸钴溶解在甲醇中，在剧烈搅拌下，依次加入亚碲酸钠和水合肼，一段时间后进行水热反应，待反应结束后，自然降温至室温，离心洗涤收集并进行样品干燥，即得到CoTe/Te纳米线。

进一步的，六水合硝酸钴与亚碲酸钠质量比为53~1。

进一步的，甲醇与水合肼的体积比为253~1。

进一步的，水热反应温度100~260，反应时间1~48h。

制成的CoTe/Te纳米线为核壳结构，在纳米线的两侧存在2~5 nm的壳层结构。

CoTe/Te纳米线的对电极的制备方法：

通过超声使CoTe/Te纳米其完全分散于乙醇中，形成墨汁状的黑色溶液，取上述溶液滴在导电玻璃上，进行旋涂，自然晾干，即得到CoTe/Te非铂对电极。

与现有技术相比，本发明获得形貌均一，分散均匀的CoTe/Te纳米线，将其应用于染料敏化太阳能电池中的对电极，可代替传统的贵金属Pt对电极，同时还在碲化钴中引入了单质Te，方法简单，价格便宜，催化效果稳定，不容易失去催化活性，同时提高了光电转化效率，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1为实施例2制备的CoTe/Te纳米线的XRD图。

图2为实施例2制备的CoTe/Te纳米线不同放大倍数的透射电镜图。

图3为实施例2制备的CoTe/Te纳米线的EDS Mapping图。

图4为实施例2和不同对电极的DSSCs的J-V曲线图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行详细地说明。