[发明专利]一种长时态半透明柔性染料敏化太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种长时态半透明柔性染料敏化太阳能电池及其制备方法，该电池包括光阳极、发光型柔性对电极和半透明电解液，光阳极和发光型柔性对电极正相对，半透明电解液注入光阳极和对电极之间。光阳极的迎光侧面涂覆有经染料敏化的半导体多孔膜，柔性电极与电解液接触的导电面涂覆有聚合物透明电催化薄膜，非导电面涂覆有长余辉夜光漆。电池的制备过程为：S1.发光型柔性对电极的制备：（1）聚合物透明电催化薄膜的涂覆，（2）长余辉夜光漆薄膜的涂覆；S2.长时态半透明柔性染料敏化太阳能电池的组装；该电池日间能量转化效率高，夜间亦有一定工作效果，可实现电池的昼夜长时态工作且制备过程简单，易操作，易控制，安全。

技术领域

本发明涉及染料敏化太阳能电池技术领域，具体涉及一种长时态半透明柔性染料敏化太阳能电池及其制备方法。

背景技术

染料敏化太阳能电池作为新兴的第三代太阳能电池，由于制备简单，环保无污染以及相对较高的能量转化效率，受到了全世界科研人员的广泛关注，其基本工作原理是太阳光照激发染料发生电子跃迁，受激发的电子注入TiO₂纳米晶，与此同时被激发的染料将电解液中的I^-氧化成I₃^- , 电子通过外环路传输到对电极，对电极催化I₃^-还原成I^-, 完成循环。

从染料敏化太阳能电池的工作原理可知，光源的存在是其工作的前提条件，然而由于夜间无自然光源，染料敏化太阳能电池只能在白天工作，阻碍了其进一步的使用。如果能将白天的自然光合理的储存，作为夜间染料敏化太阳能电池工作的光源，便可以尽量的提高染敏电池的工作时间，获得更多的光生电能。中国专利CN105869894A公开了一种能在白天和夜晚发电的染料敏化太阳能电池，其采用的是硬质的玻璃基底，可加工性差，无法满足柔性器件的需求；并且电催化膜的制备需要采用较复杂的电化学沉积方式，导致制备成本高昂。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种长时态半透明柔性染料敏化太阳能电池及其制备方法，该电池日间能量转化效率高，夜间亦有一定工作效果，可实现电池的昼夜长时态工作且制备方法简单，易操作，易控制，安全。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种长时态半透明柔性染料敏化太阳能电池，包括光阳极、发光型柔性对电极和半透明电解液，光阳极和发光型柔性对电极正相对，半透明电解液封装于光阳极和发光型柔性对电极之间，光阳极的迎光侧面涂覆有经染料敏化的半导体多孔膜，发光型柔性对电极与电解液接触的导电面涂覆有聚合物透明电催化薄膜，非导电面涂覆有长余辉夜光漆薄膜。

所述发光型柔性对电极基底采用的是ITO导电膜。

所述聚合物透明电催化薄膜为聚3,4-乙烯二氧噻吩（PEDOT）。

所述长余辉夜光漆的颜色为黄色或者绿色。

所述半透明电解液为钴基电解液。

一种长时态半透明柔性染料敏化太阳能电池的制备方法，其步骤如下：

S1. 发光型柔性对电极的制备：

（1）聚合物透明电催化薄膜的涂覆：

将ITO导电膜清洗干净后进行干燥，ITO导电膜的导电面朝上，将制备好的PEDOT聚合物混合液均匀旋涂在ITO导电膜的导电面上，随后将其置于室温下熟化4~6h，清洗掉ITO导电膜上的附着物，再将ITO导电膜上的聚合物涂层烤干，聚合物透明电催化薄膜形成；

（2）长余辉夜光漆薄膜的涂覆：

将涂覆有聚合物催化膜的ITO导电膜的非导电面朝上，将长余辉夜光漆均匀刮涂在非导电面上，干燥，夜光漆薄膜成型，完成发光型柔性对电极的制备；