一种二硫化钼和硫掺杂碳球复合电极的制备方法.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CN108133827A(43)申请公布日2018.06.08(21)申请号201711341034.7(22)申请日2017.12.14(71)申请人三峡大学地址443002湖北省宜昌市大学路8号(72)发明人黄妞丁玉岳孙小华孙盼盼(74)专利代理机构宜昌市三峡专利事务所42103代理人成钢(51)Int.Cl.H01G9/042(2006.01)H01G9/20(2006.01)B82Y30/00(2011.01)B82Y40/00(2011.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种二硫化钼和硫掺杂碳球复合电极的制备方法(57)摘要本发明公开了一种染料敏化太阳能电池石墨纸基底二硫化钼和硫掺杂碳球复合材料对电极的制备方法。其制备方法是：将适量碳球加入到乙醇中超声处理形成均匀的碳分散液。然后将适量五氯化钼加入到碳分散液中再滴涂在用氢氧化钠处理过的石墨纸上，干燥后放置在真空管式炉中，硫粉放置在靠近进气口的一端，然后在氩气下800℃保温，降温后，得到在石墨纸基底上生长的二硫化钼和硫掺杂碳球复合材料。这种复合材料中的二硫化钼，晶格中存在大量的缺陷，这使得它具有更多的催化活性位点，从而提高了它作为对电极的催化活性。二硫化钼/硫掺杂碳球复合材料对电极具有极好的光电性能，明显优于单纯的二硫化钼对电极。CN108133827ACN108133827A权利要求书1/1页1.一种二硫化钼和硫掺杂碳球复合电极的制备方法，其特征在于，制备方法如下：步骤一：将石墨纸浸泡在NaOH溶液中，加热到80-100℃，保温2-5h后冷却至室温，用去离子水冲洗，真空干燥；步骤二：取碳粉加入无水乙醇中，超声分散，加入MoCl5，搅拌分散，得到含MoCl5和碳球的前驱液；步骤三：取MoCl5和碳球的前驱液，滴涂在步骤（1）所述的石墨纸上，迅速干燥；步骤四：将干燥后的样品放在管式炉中，硫粉放在管式炉中靠近进气孔的一端，在Ar气氛的保护下，700-900℃，保温后自然降温至室温，得到二硫化钼和硫掺杂碳球复合电极。2.根据权利要求1中所述的二硫化钼和硫掺杂碳球复合电极的制备方法，其特征在于，步骤三前驱液中MoCl5的浓度为150-450mM，碳球的浓度为2-10mg/mL。3.根据权利要求1中所述的二硫化钼和硫掺杂碳球复合电极的制备方法，其特征在于，硫粉的是充分过量的是MoCl5摩尔量的10-100倍，所述的煅烧温度为以8-15℃/min升温至800℃，煅烧10～120分钟。4.根据权利要求1中所述的二硫化钼和硫掺杂碳球复合电极的制备方法，其特征在于，所述的步骤三中将上述前躯液滴到石墨纸上，50-70℃于干燥空气中自然干燥或于热台上干燥5-15min，得到前驱膜。2CN108133827A说明书1/4页一种二硫化钼和硫掺杂碳球复合电极的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种染料敏化太阳能电池，尤其涉及一种染料敏化太阳能电池对电极及其制备方法。背景技术[0002]能源作为人类社会发展的三大支柱之一，一直以来都吸引着人类的关注。随着现代社会的快速发展，人类对于能源的需求与日俱增。目前，煤炭、石油和天然气等传统的化石能源依然是世界上使用得最广泛的能源。然而，化石能源储量有限，且不可再生，在人类快速的消耗之下，化石能源已经面临着枯竭的危险。另外，化石能源在燃烧时会释放出大量的温室气体CO2和其他有害烟尘，给人类的生态环境带来了巨大威胁。在21世纪，能源危机是人类社会必须面对的问题。因此，大力开发、利用新型能源，以替代传统的化石能源，是一个迫在眉睫的课题。[0003]太阳能作为一种可再生能源，具有储量丰富、不受地域限制、清洁无污染的特点。近年来，人们越来越重视对太阳能的开发和利用，相关的技术也越来越成熟。光电转换是利用太阳能的重要方式之一，其主要表现形式是太阳能电池。经过不断的发展，太阳能电池的种类越来越多，根据材料的不同，太阳能电池可分为硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池和有机太阳能电池。目前，硅太阳能电池是发展最成熟的，在实际应用中居主导地位。但是，硅太阳能电池的成本高昂，严重制约了它的大规模应用。[0004]作为第三代太阳能电池，染料敏化太阳能电池由于其制备工艺简单，光电转换效率高和制作成本低等优点而一度成为了太阳能电池的研究热点。染料敏化太阳能电池主要由光阳极、电解质和对电极组成。对电极是染料敏化太阳能电池的重要组成部分，具有从外-电路收集电子和催化I3还原的作用。目前，性能最好的对电极材料是Pt，它具有优秀的催化活性、良好的导电性，以及出色的稳定性。但是Pt是一种稀有贵金属，含量稀少，价格昂贵，因此，寻找合适的Pt替代材料，