一种量子点敏化太阳能电池对电极及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114373637A(43)申请公布日2022.04.19(21)申请号202210033598.9(22)申请日2022.01.12(71)申请人河北大学地址071002河北省保定市五四东路180号(72)发明人李玲邓泽超张文明赵晓辉刘双安赵开封(74)专利代理机构石家庄国域专利商标事务所有限公司13112代理人张莉静(51)Int.Cl.H01G9/042(2006.01)H01G9/20(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种量子点敏化太阳能电池对电极及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种量子点敏化太阳能电池对电极及其制备方法，制备方法包括：（a）制备聚丙烯腈碳纳米纤维；（b）将羧甲基纤维素钠、异丙醇和乙醇混合均匀，磁力搅拌10‑14h，得到粘合剂；（c）将步骤（a）所得的碳纳米纤维研磨成粉末，逐滴加入所述粘合剂，不断研磨制成碳糊浆料；（d）将所述碳糊浆料均匀涂覆在钛网基底上，并置于烘箱中烘干；（e）将干燥后的钛网置于氮气保护的管式炉中，在500‑700℃煅烧20‑40min，自然冷却后即得所述对电极。相比于传统的对电极材料更加廉价，易得，不仅具有更好的稳定性且可以提供更高的催化性能。CN114373637ACN114373637A权利要求书1/2页1.一种量子点敏化太阳能电池对电极，其特征在于，所述对电极通过以下方法制备得到：（a）以聚丙烯腈为溶质、二甲基甲酰胺为溶剂，配置质量浓度为10‑15%的聚丙烯腈溶液，搅拌至透明粘稠状，注入到高压静电纺丝机进行纺丝，将纺好的聚丙烯腈原丝进行碳化，得聚丙烯腈碳纳米纤维；（b）将羧甲基纤维素钠、异丙醇和乙醇混合均匀，磁力搅拌10‑14h，得到粘合剂；（c）将步骤（a）所得的碳纳米纤维研磨成粉末，逐滴加入所述粘合剂，不断研磨制成碳糊浆料；（d）将所述碳糊浆料均匀涂覆在钛网基底上，并置于烘箱中烘干；（e）将干燥后的钛网置于氮气保护的管式炉中，在500‑700℃煅烧20‑40min，自然冷却后即得所述量子点敏化太阳能电池对电极。2.根据权利要求1所述的对电极，其特征在于，步骤（a）中，静电纺丝工艺为：聚丙烯腈溶液流速20‑30uL/min，总供液速率为1.2‑1.8mL/h，高压静电纺丝机的电压为8‑12kv，针头长度为20‑30厘米，直径为0.5‑0.9毫米。3.根据权利要求1所述的对电极，其特征在于，步骤（a）中，碳化的工艺为：将聚丙烯腈原丝置于炭化炉内，使碳化室内从室温升至280‑320℃，保持0.5‑1.5h，使聚丙烯腈预氧化；然后在氮气保护下，升温至900‑1100℃，保持0.5‑1h，之后冷却至室温。4.根据权利要求1所述的对电极，其特征在于，步骤（b）中，羧甲基纤维素钠、异丙醇、乙醇的用量比为0.8g：3‑5mL：6‑10mL。5.根据权利要求1所述的对电极，其特征在于，步骤（c）中，碳纳米纤维与粘合剂的用量比为0.3‑3g：3mL。6.根据权利要求1所述的对电极，其特征在于，步骤（d）中，烘干温度为50‑70℃，时间2‑4h；钛网目数为1500‑2500目，钛网厚度为0.1‑0.3mm；碳糊浆料涂覆厚度为0.4‑0.9mm。7.一种量子点敏化太阳能电池对电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（a）以聚丙烯腈为溶质、二甲基甲酰胺为溶剂，配置质量浓度为10‑15%的聚丙烯腈溶液，搅拌至透明粘稠状，注入到高压静电纺丝机进行纺丝，将纺好的聚丙烯腈原丝进行碳化，得聚丙烯腈碳纳米纤维；（b）将羧甲基纤维素钠、异丙醇和乙醇混合均匀，磁力搅拌10‑14h，得到粘合剂；（c）将步骤（a）所得的碳纳米纤维研磨成粉末，逐滴加入所述粘合剂，不断研磨制成碳糊浆料；（d）将所述碳糊浆料均匀涂覆在钛网基底上，并置于烘箱中烘干；（e）将干燥后的钛网置于氮气保护的管式炉中，在500‑700℃煅烧20‑40min，自然冷却后即得所述量子点敏化太阳能电池对电极。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤（a）中，静电纺丝工艺为：聚丙烯腈溶液流速20‑30uL/min，总供液速率为1.2‑1.8mL/h，高压静电纺丝机的电压为8‑12kv，针头长度为20‑30厘米，直径为0.5‑0.9毫米；碳化的工艺为：将聚丙烯腈原丝置于炭化炉内，使碳化室内从室温升至280‑320℃，保持0.5‑1.5h，使聚丙烯腈预氧化；然后在氮气保护下，升温至900‑1100℃，保持0.5‑1h，之后冷却至室温。2CN114373637A权利要求书2/2页9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤（b）中，羧甲基纤维素钠、异丙醇、乙醇的用量比为0.8g：3‑5mL：6‑10mL；步骤（c）中，碳纳米纤维与粘合剂