專利名稱：一種染料敏化太陽能電池電解質(zhì)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于太陽能電池技術領域，具體涉及一種染料敏化太陽能電池電解質(zhì)。
背景技術：
染料敏化太陽能電池因其結(jié)構(gòu)相對簡單、成本低廉，作為新一代的太陽能電池而受到全世界的關注，被認為是能取代硅太陽能電池的新型太陽能電池。染料敏化太陽能電池主要有以下幾部分組成光陽極、電解質(zhì)和光陰極。將光陽極和光陰極通過密封材料進行密封，將電解質(zhì)通過預留的小孔灌入其中，這樣就形成了染料敏化太陽能電池單元。光陽極主要由透明導電基板和染料敏化的納米晶半導體薄膜構(gòu)成，陰極主要由透明導電基板和鉬催化層組成，電解質(zhì)主要由氧化還原電對和溶劑組成。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種有利于提高太陽光利用效率的染料敏化太陽能電池電解質(zhì)。為解決上述技術問題，本發(fā)明的具體技術方案如下一種染料敏化太陽能電池電解質(zhì)，其包括光電功能部分和光延緩功能部分，所述光延緩部分主要成分是稀土摻雜的納米級長余輝發(fā)光材料。優(yōu)選的，所述稀土摻雜的納米級長余輝發(fā)光材料的分子組成為=R1TyAl2O4 = XEu2+, yRE3+，其中R可為Ca或者Sr, RE為Nd或者Yb，0. 7彡χ彡0. 99，0. 01彡y彡0. 2。優(yōu)選的，所述稀土摻雜的納米級長余輝發(fā)光材料的分子組成為=R1^S = XEu2+, yRE3+，其中 R 為 Ca 或者 Sr, RE 為 Nd 或者 Yb，0. 7 彡 χ 彡 0. 99，0. 01 彡 y 彡 0. 2。優(yōu)選的，所述光延緩功能部分的濃度為0. 01mol/L-0. lOmol/L。優(yōu)選的，所述的稀土摻雜的納米級長余輝發(fā)光材料的粒徑大小為30納米。優(yōu)選的，所述光電功能部分包括氧化還原電對、添加劑和離子液體，所述的氧化還原電對由碘單質(zhì)和含碘負離子的化合物組成；所述添加劑為4-叔丁基吡啶、N-甲基比苯并咪唑或硫氰酸胍鹽；所述的離子液體為咪唑鹽類離子液體，包括二取代咪唑碘鹽、咪唑雙三氟甲烷磺酰亞胺鹽和咪唑硫氰酸鹽中的一種或幾種的混合溶液。優(yōu)選的，所述含碘負離子的化合物是Lil、Kl、Nal或烷基咪唑碘。優(yōu)選的，所述碘的濃度為0.05mol/L-0. lOmol/L、碘負離子的濃度為0. Imol/ L-0. 5mol/L、添加劑的摩爾濃度為 0. Imol/L-0. 5mol/L。優(yōu)選的，離子液體優(yōu)選1-丙基-3-甲基咪唑碘鹽、1-乙基-3-甲基咪唑雙三氟甲烷磺酰亞胺鹽和1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸鹽中一種或幾種的混合溶液。優(yōu)選的，該染料敏化太陽能電池電解質(zhì)還包括溶劑，該溶劑為乙腈、1.4-丁內(nèi)酯、 1-丙基-3-甲基咪唑碘鹽、或1-丙基-3-甲基咪唑碘鹽、1-乙基-3-甲基咪唑雙三氟甲烷磺酰亞胺鹽和1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸鹽的混合液。本發(fā)明在染料敏化太陽能電池的電解質(zhì)中引入稀土摻雜的納米級長余輝發(fā)光材料，利用其長余輝的效果可以有效的提高太陽光的利用效率，綜合提高DSC電池的工作時間。長余輝發(fā)光材料的發(fā)射光波長可在400nm-600nm間進行調(diào)整，并且可以在無光照的條件下持續(xù)發(fā)光10小時，因此可以使太陽能電池在長余輝發(fā)光材料發(fā)出的弱光下持續(xù)發(fā)電數(shù)小時。
具體實施例方式符合本發(fā)明的染料敏化太陽能電池電解質(zhì)主要由光電功能部分、光延緩功能部分和溶劑組成。光電功能部分主要起氧化還原作用和電荷傳輸作用，由氧化還原電對、添加劑和離子液體三部分組成。氧化還原電對由碘單質(zhì)和含碘負離子的化合物組成，含碘負離子的化合物是Lil、 KUNal或烷基咪唑碘等碘化物。添加劑的作用主要是與光陽極進行螯合，進而抑制電池暗電流的產(chǎn)生，如4-叔丁基吡啶、N-甲基比苯并咪唑、硫氰酸胍鹽等。其中碘的濃度為0. 05mol/L-0. lOmol/L、碘負離子的濃度為0. lmol/L-0. 5mol/L、添加劑的摩爾濃度為0. lmol/L-0. 5mol/L。離子液體的主要作用為上述氧化還原電對和添加劑的溶劑使用，是室溫下為液態(tài)的咪唑鹽類離子液體，如二取代咪唑碘鹽，咪唑雙三氟甲烷磺酰亞胺鹽和咪唑硫氰酸鹽類離子液體，或以上幾種溶劑的混合溶液。優(yōu)選1-丙基-3-甲基咪唑碘鹽、1-乙基-3-甲基咪唑雙三氟甲烷磺酰亞胺鹽和1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸鹽及其混合溶液。光延緩功能部分主要是用來提高太陽光的利用效率，綜合提高DSC電池的工作時間。該部分主要成分是稀土摻雜的納米級長余輝發(fā)光材料，分子組成為=R1TyAl2O4 = XEu2+, yRE3+，其中R可為Ca或者Sr，RE可為Nd或者％，0. 7彡χ彡0. 99，0. 01彡y彡0. 2，其分子組成也可為R1^S: xEu2+，yRE3+，其中R可為Ca或者Sr，RE可為Nd或者Yb，0. 7彡χ彡0. 99， 0. 01彡y彡0. 2。光延緩功能部分的濃度為0. 01mol/L-0. 10mol/L。實施例1 在本實施例中，染料敏化太陽能電池電解質(zhì)由以下幾部分組成光電功能部分由濃度為0. 05mol/L的碘、濃度為0. 5mol/L的碘化鉀及濃度為 0. 3mol/L的4-叔丁基吡啶組成；光延緩功能部分的濃度為0. 050. 5mol/L,主要成分是稀土摻雜的納米級長余輝發(fā)光材料，分子組成為 -Ca1TyAl2O4:xEu2+，yNd3+，其中 0. 7 彡 χ 彡 0. 99，0. 01 彡 y 彡 0. 2。溶劑乙腈。實施例2 在本實施例中，染料敏化太陽能電池電解質(zhì)由以下幾部分組成光電功能部分由濃度為0. 07mol/L的碘、濃度為0. lmol/L的碘化鋰及濃度為 0. 5mol/L的硫氰酸胍鹽組成；光延緩功能部分的濃度為0. 01mol/L,主要成分是稀土摻雜的納米級長余輝發(fā)光材料，其分子組成為Sr^Al2O4:xEu2+，y%3+，其中0. 7彡χ彡0. 99，0. 01彡y彡0. 2。溶劑1.4-丁內(nèi)酯。實施例3:
4
在本實施例中，染料敏化太陽能電池電解質(zhì)由以下幾部分組成光電功能部分由濃度為0. lmol/L的碘、濃度為0. 3mol/L的碘化鈉及濃度為 0. lmol/L的N-甲基比苯并咪唑組成；光延緩功能部分的濃度為0. 10mol/L,主要成分是稀土摻雜的納米級長余輝發(fā)光材料，其分子組成為=Ca1^s = XEu2+, yNd3+，其中0. 7彡χ彡0. 99，0. 01彡y彡0. 2。溶劑1-丙基-3-甲基咪唑碘鹽。實施例4 在本實施例中，染料敏化太陽能電池電解質(zhì)由以下幾部分組成光電功能部分由濃度為0. 05mol/L碘和濃度為0. 25mol/L的碘化鋰組成。光延緩功能部分的濃度為0. 3mol/L,主要成分是稀土摻雜的納米級長余輝發(fā)光材料，分子組成為Sivx_yS:xEu2+，y%3+，其中 0. 7 彡 χ 彡 0. 99,0. 01 彡 y 彡 0. 2。溶劑1-丙基-3-甲基咪唑碘鹽、1-乙基-3-甲基咪唑雙三氟甲烷磺酰亞胺鹽和 1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸鹽的混合液，其各組分的體積比為4 3 3。
權利要求
1.一種染料敏化太陽能電池電解質(zhì)，其特征在于包括光電功能部分和光延緩功能部分，所述光延緩部分主要成分是稀土摻雜的納米級長余輝發(fā)光材料。
2.如權利要求1所述的染料敏化太陽能電池電解質(zhì)，其特征在于所述稀土摻雜的納米級長余輝發(fā)光材料的分子組成為AhV^C^xEu2+，yRE3+，其中R為Ca或者Sr, RE為Nd 或者 Yb，0. 7 彡 χ 彡 0. 99,0. 01 彡 y 彡 0. 2。
3.如權利要求1所述的染料敏化太陽能電池電解質(zhì)，其特征在于所述稀土摻雜的納米級長余輝發(fā)光材料的分子組成為AmS^Ei^yRE3+，其中R為Ca或者Sr，RE為Nd或者 Yb, 0. 7 ^ χ ^ 0. 99,0. 01 彡 y 彡 0. 2。
4.如權利要求1、2或3所述的染料敏化太陽能電池電解質(zhì)，其特征在于所述光延緩功能部分的濃度為0. 01mol/L-0. 10mol/L。
5.如權利要求1、2或3所述的染料敏化太陽能電池電解質(zhì)，其特征在于所述的稀土摻雜的納米級長余輝發(fā)光材料的粒徑大小為30納米。
6.如權利要求1所述的染料敏化太陽能電池電解質(zhì)，其特征在于所述光電功能部分包括氧化還原電對、添加劑和離子液體，所述的氧化還原電對由碘單質(zhì)和含碘負離子的化合物組成；所述添加劑為4-叔丁基吡啶、N-甲基比苯并咪唑或硫氰酸胍鹽；所述的離子液體為咪唑鹽類離子液體，包括二取代咪唑碘鹽、咪唑雙三氟甲烷磺酰亞胺鹽和咪唑硫氰酸鹽中的一種或幾種的混合溶液。
7.如權利要求6所述的染料敏化太陽能電池電解質(zhì)，其特征在于所述含碘負離子的化合物是Lil、Kl、Nal或烷基咪唑碘。
8.如權利要求6所述的染料敏化太陽能電池電解質(zhì)，其特征在于所述碘的濃度為 0. 05mol/L-0. 10mol/L、碘負離子的濃度為0. lmol/L-0. 5mol/L、添加劑的濃度為0. Imol/ L-0. 5mol/L。
9.如權利要求6所述的染料敏化太陽能電池電解質(zhì)，其特征在于離子液體優(yōu)選1-丙基-3-甲基咪唑碘鹽、1-乙基-3-甲基咪唑雙三氟甲烷磺酰亞胺鹽和1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸鹽中一種或幾種的混合溶液。
10.如權利要求1所述的染料敏化太陽能電池電解質(zhì)，其特征在于該染料敏化太陽能電池電解質(zhì)還包括溶劑，該溶劑為乙腈、1.4-丁內(nèi)酯、1-丙基-3-甲基咪唑碘鹽、或1-丙基-3-甲基咪唑碘鹽、1-乙基-3-甲基咪唑雙三氟甲烷磺酰亞胺鹽和1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸鹽的混合液。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種染料敏化太陽能電池電解質(zhì)，包括光電功能部分和光延緩功能部分組成，所述光延緩部分主要成分是稀土摻雜的納米級長余輝發(fā)光材料。采用本發(fā)明所述的電解質(zhì)有利于提高染料敏化太陽能電池的太陽光利用效率。
文檔編號H01G9/20GK102324304SQ20111020405
公開日2012年1月18日 申請日期2011年7月20日 優(yōu)先權日2011年7月20日
發(fā)明者姜春華 申請人:彩虹集團公司