[发明专利]一种开口空心碳球的制备方法及其在染料敏化太阳能电池中的应用

摘要

本发明公开了一种开口空心碳球的制备方法，及其作为对电极在染料敏化太阳能电池中的应用。采用残碳率较低的聚合物微球为模板，通过水热法在其表面包覆碳源，然后通过碳化并去除模板得到开口空心碳球。在模板气化分解过程中，由于碳球内部压力变大，当达到其承受极限时，模板气化分解所产生的气体会破壳而出，从而在碳球表面留下一个开口。有利于电解液的扩散，使碳球内外面都能起到催化效果，提高了电极的催化性能。利用其制备电极，组装染料敏化太阳能电池，以开口空心碳球作为对电极的DSC效率，超出以贵金属Pt为对电极的电池效率，降低了DSC的制作成本，有利于实现DSC的商业化生产。

主权项

一种开口空心碳球的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）将100~700 μL聚合物单体和6~40 μL油酸溶解在10~50 ml的去离子水中，在10~50℃下搅拌，然后加入5~30mg过硫酸钾，进一步加热到70~90 ℃，反应2~10小时，分离和干燥得到模板聚合物微球A；（2）将聚合物微球A分散到去离子水中，加入溶有碳源的溶液中搅拌，然后把溶液转移到高压釜中水热聚合，反应结束后，高速离心分离，洗涤、干燥后得到复合物微球(A@B)；（3）在N₂环境下，将步骤（2）得到的复合物微球(A@B)以1~20℃/分钟的速率加热到1000 ℃，保持2小时，自然降温，得到开口空心碳球。