[发明专利]掺杂型染料敏化太阳能电池对电极材料及其制备方法、应用

说明书

本发明提供一种掺杂型染料敏化太阳能电池对电极材料及其制备方法、应用，制备方法包括以下步骤：制备PEDOT分散液；将PEDOT分散液均匀涂覆在导电基片上，放置于真空干燥箱中静置并加热干燥，得到PEDOT导电膜层；制备咪唑碘盐溶液；将咪唑碘盐溶液均匀涂覆在PEDOT导电膜层上，加热干燥，制备出掺杂型染料敏化太阳能电池对电极材料。本发明中利用低成本的有机聚合物PEDOT掺杂不同的咪唑碘盐来代替贵金属铂，作为染料敏化太阳能电池的对电极材料，制备工艺简单，绿色环保，成本低且所制备的掺杂型染料敏化太阳能电池对电极材料传导率高、电阻率低、比表面积大、电催化活性高且稳定性强。

技术领域

本发明属于染料敏化太阳能电池技术领域，具体涉及一种掺杂型染料敏化太阳能电池对电极材料及其制备方法、应用。

背景技术

随着目前社会对能源的需求和传统能源的枯竭，新能源中的电能成为一个主要的研究方向。而从太阳中获得电能也是人类对能源发展中一个重要的课题，染料敏化太阳能电池(DSSCs)是最新型的能源装置，主要工作原理是模拟植物的光合作用。DSSCs有三个重要部分，分别是染料吸附在纳米TiO₂基于透明的玻璃基质作为阳极，I^-/I₃^-氧化还原离子对和有机溶剂作为电解液及以铂传导基质作为反电极CE(即对电极)。为了实现反电极在DSSCs中所起的作用，一般要求反电极具有电子传导率高，面电阻低，比表面积大，电催化活性高，稳定性高等特点以及未被染料吸收的太阳光线能够反射回反电极，这将极大的提高光电转化效率。

目前常用电势较低的铂电极，铂的稳定性高，氧化还原电势较低并且对I^-具有较高的催化活性，使得铂成为DSSC中使用最早最广泛的反电极材料。传统的反电极铂的缺点是铂容易分解形成PtI₄，且铂的价格昂贵，资源稀少，为了降低成本，需要尽量使用低成本的有机物来替代贵金属铂，制备纳米结构的有机物可以有效降低铂的使用量，同时不影响其催化性能，所以必须寻找一种高效、低成本的反电极代替品。需要寻找新的材料来代替铂作为反电极。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中铂金属作为染料敏化太阳能电池的对电极，由于铂资源稀少、成本较高的问题，提供一种掺杂型染料敏化太阳能电池对电极材料及其制备方法、应用，所制备的掺杂型染料敏化太阳能电池对电极材料传导率高、面电阻低、比表面积大、电催化活性高且稳定性高。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种掺杂型染料敏化太阳能电池对电极材料的制备方法，作为优选方案，所述制备方法包括以下步骤：

步骤S1、称取PEDOT加入溶剂一中，经超声波分散，得到PEDOT分散液；

步骤S2、将步骤S1中得到的所述PEDOT分散液均匀涂覆在导电基片上，然后放置于真空干燥箱中静置一段时间，进行加热干燥，得到PEDOT导电膜层；

步骤S3、称取咪唑碘盐加入溶剂二中，搅拌使其溶解，得到咪唑碘盐溶液；

步骤S4、将步骤S3中得到的所述咪唑碘盐溶液均匀涂覆在步骤S2中得到的所述PEDOT导电膜层上，然后放置于真空干燥箱中静置一段时间，进行加热干燥，制备出掺杂型染料敏化太阳能电池对电极材料。

如上所述的掺杂型染料敏化太阳能电池对电极材料的制备方法，作为优选方案，步骤S1中的所述溶剂一为二甲基亚砜；

步骤S1中得到的所述PEDOT分散液的浓度为0.5～1mg/mL。

如上所述的掺杂型染料敏化太阳能电池对电极材料的制备方法，作为优选方案，步骤S2中所述导电基片为FTO导电玻璃；