本發(fā)明屬于導(dǎo)電碳材料技術(shù)領(lǐng)域,更具體地,涉及一種導(dǎo)電碳漿料、其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù):
導(dǎo)電漿料是以導(dǎo)電材料微粒均勻分布于有機(jī)高分子粘結(jié)劑中形成的粘稠漿狀物。以導(dǎo)電漿料制作的對(duì)電極在太陽能電池、鋰離子電池、超級(jí)電容器、能源催化等領(lǐng)域中均有實(shí)際應(yīng)用。導(dǎo)電漿料作為一種中間產(chǎn)品,經(jīng)絲網(wǎng)印刷或者薄膜涂敷后經(jīng)過一段時(shí)間再一定溫度下固化完全,最終得到導(dǎo)電膜層。導(dǎo)電碳漿料一般是由導(dǎo)電填料(例如金屬粉末、碳材料、金屬氧化物等)、粘結(jié)劑、溶劑和助劑構(gòu)成的一種復(fù)合材料。粘結(jié)劑作為導(dǎo)電漿料的成膜物質(zhì),同時(shí)增強(qiáng)顆粒之間的粘結(jié)性從而增強(qiáng)薄膜的機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電性能。溶劑使得導(dǎo)電微粒均勻分散,形成具有可控制的粘度和流變體特性的適合絲網(wǎng)印刷或涂敷的懸浮體或膠體。作為導(dǎo)電填料的金屬粉末通常是金粉、銀粉或銅粉,金粉和銀粉雖然導(dǎo)電性能優(yōu)異化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,但其價(jià)格非常昂貴,銅粉其傳導(dǎo)性能優(yōu)異但其極易被氧化;作為導(dǎo)電填料的金屬氧化物,其具有高的導(dǎo)電性,但這種具有高的導(dǎo)電性的金屬氧化物元素稀少;碳材料無論是在導(dǎo)電性能、化學(xué)穩(wěn)定性以及生產(chǎn)成本上都可作為制備導(dǎo)電漿料。
染料敏化太能能電池、鈣鈦礦太陽能電池等以及超級(jí)電容器等器件中對(duì)電極往往采用昂貴的鉑、金等貴金屬作為導(dǎo)電材料。如果開發(fā)出具有制作工藝簡(jiǎn)單、高導(dǎo)電率、孔隙率良好、能耗低、機(jī)械性能好的碳漿料作為電極材料可以完全取代昂貴的金屬電極。目前制備導(dǎo)電碳漿料較多的采用石墨、炭黑、乙炔炭黑或者納米碳材料作為導(dǎo)電填料,乙醇或松油醇等作為溶劑,有機(jī)高分子乙基纖維素或丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂等作為粘結(jié)劑,然后通過球磨工藝,也有采用攪拌超聲分散工藝,進(jìn)而旋蒸得到碳漿料。應(yīng)用于眾多領(lǐng)域的電極材料中,通常要經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)(200℃-600℃)得到導(dǎo)電性能良好的電極。
通過上述方法制作的碳漿料一方面通常使用大量的有機(jī)高分子作為粘結(jié)劑,不僅使得制作成本升高,同時(shí)由于其需要高溫?zé)Y(jié)碳化造成能耗損失,碳化后殘留的大量孔隙也降低了碳漿料的導(dǎo)電性能;另一方面其通過球磨或者超聲分散,進(jìn)而旋蒸,制作工藝十分繁瑣。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求,本發(fā)明提供了一種導(dǎo)電碳漿料、其制備方法和應(yīng)用,該導(dǎo)電碳漿料制備工藝簡(jiǎn)單可靠,且為一種具有高導(dǎo)電性和柔和性好的低溫導(dǎo)電碳漿料,由此解決現(xiàn)有技術(shù)導(dǎo)電碳漿料需要高溫?zé)Y(jié)、制備工藝繁瑣的技術(shù)問題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,按照本發(fā)明的一個(gè)方面,提供了一種導(dǎo)電碳漿料的制備方法,包括如下步驟:
(1)將碳黑和石墨按照質(zhì)量比10:0-0:10混合,球磨,得到混合均勻的碳黑和石墨的混合物;
(2)將適量溶劑加入步驟(1)得到的碳黑和石墨的混合物中,球磨,得到表面包裹有所述溶劑的碳黑和石墨的混合物,所述碳黑和石墨的混合物與所述溶劑質(zhì)量比為1:1-10;
(3)將粘結(jié)劑和含有-cooh的化合物以質(zhì)量比為10:1-1:10,添加到步驟(2)得到的表面包裹有所述溶劑的碳黑和石墨的混合物中,球磨即可得到導(dǎo)電碳漿料,其中粘結(jié)劑和含有-cooh的化合物的總質(zhì)量與碳黑和石墨的總質(zhì)量比為10:1-1:10。
優(yōu)選地,步驟(2)所述溶劑為松油醇。
優(yōu)選地,步驟(3)所述粘結(jié)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑或鋯酸偶聯(lián)劑。
優(yōu)選地,步驟(3)所述粘結(jié)劑為正鈦酸異丙酯、鈦酸正丁酯、乙酰乙酸鈦復(fù)合物、正丁基鋯酸鹽和三乙醇胺多元醇鋯復(fù)合物中的一種或多種。
優(yōu)選地,步驟(3)所述粘結(jié)劑為鈦酸正丁酯和鈦酸四異丙酯中的至少一種。
優(yōu)選地,步驟(3)還加入含有-oh的化合物,含有-oh的化合物優(yōu)選為乙醇。
優(yōu)選地,步驟(3)所述含有-cooh的化合物為醋酸。
優(yōu)選地,步驟(1)和步驟(2)所述球磨時(shí)間在0.5-2小時(shí)范圍內(nèi)。
優(yōu)選地,步驟(1)和步驟(2)所述球磨速度在100-200r/h范圍內(nèi)。
優(yōu)選地,步驟(3)所述球磨時(shí)間為6-15小時(shí)。
優(yōu)選地,步驟(3)所述球磨速度在100-400r/h范圍內(nèi)。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面,提供了一種導(dǎo)電碳漿料,其按照上述所述的制備方法制備得到。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面,提供了一種所述的導(dǎo)電碳漿料的應(yīng)用,應(yīng)用于制備介觀太陽能電池。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面,提供了一種介觀太陽能電池,其背電極層采用所述的導(dǎo)電碳漿料制成。
總體而言,通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比,能夠取得下列有益效果。
(1)本發(fā)明的導(dǎo)電碳漿料其導(dǎo)電性和柔韌性均達(dá)到優(yōu)異水平,最優(yōu)導(dǎo)電率達(dá)到88ωμm,展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。
(2)本發(fā)明的導(dǎo)電碳漿料由于在制作過程中采用了有機(jī)或無機(jī)粘結(jié)劑與含有羧基或羥基的化合物作為新型混合添加劑,因此制備得到的碳漿料在應(yīng)用于制備介觀太陽能電池的背電極時(shí),其在低溫70℃燒結(jié)下即可,同時(shí)無需加入高溫400℃燒結(jié)的傳統(tǒng)高分子有機(jī)粘結(jié)劑,與傳統(tǒng)的碳漿料材料相比,本發(fā)明大大減少能耗。
(3)本發(fā)明導(dǎo)電碳漿料制作工藝避免繁復(fù)的超聲、旋蒸等工藝,只采用球磨工藝,方便而又簡(jiǎn)單快捷。
附圖說明
圖1是實(shí)施例1制備得到的碳漿料材料的導(dǎo)電性測(cè)試圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。此外,下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
本發(fā)明提供的一種導(dǎo)電碳漿料的制備方法,其包括
(1)將適量的碳黑和石墨混合在一起球磨,使其混合均勻;
(2)將適量溶劑加到混合均勻的石墨和碳黑中,球磨,使溶劑均勻包裹在石墨和碳黑表面;
(3)將適量有機(jī)或無機(jī)粘結(jié)劑和少量含有-cooh的化合物加入到均勻包裹溶劑的石墨和碳黑表面,球磨,即可得到碳漿料材料。
步驟(1)中碳黑為納米碳黑、導(dǎo)電碳黑或超導(dǎo)碳黑;石墨形態(tài)為球狀或片狀,尺寸為200nm-30μm;碳黑和石墨混合的質(zhì)量比為10:0-0:10,二者可以只選其一,也可以優(yōu)選為1:(2-10),進(jìn)一步優(yōu)選為1:3。
步驟(2)中石墨和碳黑的混合物與溶劑質(zhì)量比為1:(1-10),優(yōu)選為3:5,溶劑優(yōu)選為松油醇。
步驟(3)所述有機(jī)或無機(jī)粘結(jié)劑優(yōu)選為鈦酸正丁酯、鈦酸四異丙酯中的至少一種。步驟(3)所述含有-cooh的化合物優(yōu)選醋酸,含有-oh的化合物優(yōu)選為乙醇;有機(jī)或無機(jī)粘結(jié)劑與含有-cooh或-oh的化合物的質(zhì)量比為1:10-10:1,可以優(yōu)選為(2-10):1,進(jìn)一步優(yōu)選為8:1,其總質(zhì)量與碳黑和石墨總質(zhì)量比為10:1-1:10,可以優(yōu)選為1:(4-8),進(jìn)一步優(yōu)選為1:3。
步驟(2)和步驟(3)之間還可以在溶劑均勻包裹在石墨和碳黑表面的步驟(2)后并在進(jìn)行步驟(3)前,添加適量含有羥基的化合物,比如乙醇;或者直接在步驟(3)中,同含有羧基的化合物一起添加適量含有羥基的化合物。
步驟(1)和步驟(2)中球磨時(shí)間相同,時(shí)間可以在0.5-2小時(shí)范圍內(nèi)。步驟(3)中的球磨時(shí)間比述步驟(1)和步驟(2)中球磨時(shí)間長(zhǎng),優(yōu)選是6-15小時(shí)范圍內(nèi)。步驟(1)和步驟(2)中球磨速度相同,優(yōu)選在100-200r/h范圍內(nèi)。步驟(3)中球磨速度與步驟(1)和步驟(2)中的球磨相同或更高,優(yōu)選是100-400r/h范圍內(nèi)。
本發(fā)明制備得到的導(dǎo)電碳漿料可以用于制備介觀太陽能電池的背電極層。本發(fā)明通過在碳漿料制備工藝中添加新型混合添加劑,包括有機(jī)或無機(jī)粘結(jié)劑與含有-cooh或-oh的化合物,在溶劑比如松油醇存在條件下,協(xié)同作用,制備得到的碳漿料為低溫碳漿料,70℃即可燒結(jié)制備碳電極,且無需加入傳統(tǒng)的高溫、高分子粘結(jié)劑。本發(fā)明的申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)本發(fā)明中添加的有機(jī)或無機(jī)粘結(jié)劑、含有-cooh或-oh的化合物與溶劑松油醇在低溫時(shí)發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),比如紅外光譜和拉曼光譜測(cè)試結(jié)果表明有機(jī)粘結(jié)劑鈦酸異丙酯、醋酸和松油醇共混時(shí)會(huì)生成含有與ti-o-ti相關(guān)的有機(jī)基團(tuán),該有機(jī)基團(tuán)起到粘結(jié)劑和增塑劑的作用,使得該碳漿料用于碳電極時(shí)無需加入高分子粘結(jié)劑,改善碳漿料的柔性,而且可在70℃燒結(jié)制作完成,大大減少能耗。
以下為實(shí)施例:
實(shí)施例1
(1)稱量碳黑:石墨質(zhì)量比為1:3,轉(zhuǎn)移至球磨機(jī)中,采用時(shí)速為200r/h的球磨機(jī)球磨30min,從而使碳黑和石墨混合均勻,其中石墨為15微米粒徑的片狀石墨。
(2)稱量碳材料(碳黑和石墨的總質(zhì)量):松油醇質(zhì)量比為3:5,添加至球磨機(jī)中,接著以相同時(shí)速球磨1h,從而使松油醇均勻包裹在碳材料表面。
(3)取鈦酸四異丙酯:醋酸質(zhì)量比為8:1,其總質(zhì)量與碳材料質(zhì)量比為1:3,添加至球磨機(jī)中,接著以相同時(shí)速球磨10h,其足夠長(zhǎng)的時(shí)間的高轉(zhuǎn)速條件為此碳漿料中的化學(xué)反應(yīng)提供了反應(yīng)環(huán)境,從而制備了所述的碳漿料。
實(shí)施例2
(1)稱量碳黑:石墨質(zhì)量比為0:10,轉(zhuǎn)移至球磨機(jī)中,采用時(shí)速為200r/h的球磨機(jī)球磨30min,從而使碳黑和石墨混合均勻。
(2)稱量碳材料(碳黑和石墨的總質(zhì)量):松油醇質(zhì)量比為1:10,添加至球磨機(jī)中,接著以相同時(shí)速球磨1h,從而使松油醇均勻包裹在碳材料表面。
(3)取鈦酸四異丙酯:醋酸質(zhì)量比為8:1,其總質(zhì)量與碳材料質(zhì)量比為1:3,添加至球磨機(jī)中,在400r/h的時(shí)速下球磨10h,其足夠長(zhǎng)的時(shí)間的高轉(zhuǎn)速條件為此碳漿料中的化學(xué)反應(yīng)提供了反應(yīng)環(huán)境,從而制備了所述的碳漿料。
實(shí)施例3
(1)稱量碳黑:石墨質(zhì)量比為10:0,轉(zhuǎn)移至球磨機(jī)中,采用時(shí)速為200r/h的球磨機(jī)球磨30min,從而使碳黑和石墨混合均勻。
(2)稱量碳材料(碳黑和石墨的總質(zhì)量):松油醇質(zhì)量比為10:1,添加至球磨機(jī)中,接著以相同時(shí)速球磨1h,從而使松油醇均勻包裹在碳材料表面。
(3)取鈦酸四異丙酯:醋酸質(zhì)量比為8:1,其總質(zhì)量與碳材料質(zhì)量比為1:10,添加至球磨機(jī)中,接著以相同時(shí)速球磨10h,其足夠長(zhǎng)的時(shí)間的高轉(zhuǎn)速條件為此碳漿料中的化學(xué)反應(yīng)提供了反應(yīng)環(huán)境,從而制備了所述的碳漿料。
實(shí)施例4
(1)稱量碳黑:石墨質(zhì)量比為1:1,轉(zhuǎn)移至球磨機(jī)中,采用時(shí)速為200r/h的球磨機(jī)球磨30min,從而使碳黑和石墨混合均勻。
(2)稱量碳材料(碳黑和石墨的總質(zhì)量):松油醇質(zhì)量比為1:1,添加至球磨機(jī)中,接著以相同時(shí)速球磨1h,從而使松油醇均勻包裹在碳材料表面。通過控制松油醇的質(zhì)量來調(diào)節(jié)碳漿料的粘度,進(jìn)而影響薄膜的厚度。
(3)取鈦酸四異丙酯:醋酸質(zhì)量比為10:1,其總質(zhì)量與碳材料質(zhì)量比為1:1,添加至球磨機(jī)中,接著以相同時(shí)速球磨10h,其足夠長(zhǎng)的時(shí)間的高轉(zhuǎn)速條件為此碳漿料中的化學(xué)反應(yīng)提供了反應(yīng)環(huán)境,從而制備了所述的碳漿料。
實(shí)施例5
(1)稱量導(dǎo)電碳黑:石墨質(zhì)量比為1:5,轉(zhuǎn)移至球磨機(jī)中,采用時(shí)速為200r/h的球磨機(jī)球磨30min,從而使碳黑和石墨混合均勻。
(2)稱量碳材料(碳黑和石墨的總質(zhì)量):松油醇質(zhì)量比為1:5,添加至球磨機(jī)中,接著以相同時(shí)速球磨1h,從而使松油醇均勻包裹在碳材料表面。
(3)取鈦酸四異丙酯:醋酸質(zhì)量比為1:10,其總質(zhì)量與碳材料質(zhì)量比為10:1,添加至球磨機(jī)中,接著以相同時(shí)速球磨10h,其足夠長(zhǎng)的時(shí)間的高轉(zhuǎn)速條件為此碳漿料中的化學(xué)反應(yīng)提供了反應(yīng)環(huán)境,從而制備了所述的碳漿料。
實(shí)施例6
(1)稱量碳黑:片狀石墨質(zhì)量比為1:1,轉(zhuǎn)移至球磨機(jī)中,采用時(shí)速為200r/h的球磨機(jī)球磨30min,從而使碳黑和石墨混合均勻。
(2)稱量碳材料(碳黑和石墨的總質(zhì)量):松油醇質(zhì)量比為1:5,添加至球磨機(jī)中,接著以相同時(shí)速球磨1h,從而使松油醇均勻包裹在碳材料表面。
(3)取鈦酸四異丙酯:醋酸質(zhì)量比為5:1,其總質(zhì)量與碳材料質(zhì)量比為1:5,添加至球磨機(jī)中,接著以相同時(shí)速球磨10h,其足夠長(zhǎng)的時(shí)間的高轉(zhuǎn)速條件為此碳漿料中的化學(xué)反應(yīng)提供了反應(yīng)環(huán)境從而制備了所述的碳漿料。
實(shí)施例7
(1)稱量碳黑:石墨質(zhì)量比為1:1,轉(zhuǎn)移至球磨機(jī)中,采用時(shí)速為200r/h的球磨機(jī)球磨30min,從而使碳黑和石墨混合均勻。
(2)稱量碳材料(碳黑和石墨的總質(zhì)量):松油醇質(zhì)量比為1:5,添加至球磨機(jī)中,接著以相同時(shí)速球磨1h,從而使松油醇均勻包裹在碳材料表面。
(3)加入乙醇,其中乙醇的質(zhì)量與步驟(2)得到的混合物質(zhì)量比為1:10,使得碳黑和石墨混合更均勻。
(4)取鈦酸四異丙酯:醋酸質(zhì)量比為8:1,其總質(zhì)量與碳材料質(zhì)量比為1:3,添加至球磨機(jī)中,接著以相同時(shí)速球磨10h,其足夠長(zhǎng)的時(shí)間的高轉(zhuǎn)速條件為此碳漿料中的化學(xué)反應(yīng)提供了反應(yīng)環(huán)境,進(jìn)而進(jìn)行旋蒸從而制備了所述的碳漿料。
需要說明的是,上述各實(shí)施例中,實(shí)施例1為優(yōu)選實(shí)施例,對(duì)于其中具體參數(shù)的數(shù)值范圍的選擇并不限定本發(fā)明,實(shí)際上本發(fā)明中,各具體參數(shù)可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇,例如碳黑優(yōu)選為導(dǎo)電碳黑,但也可以為納米碳黑,超導(dǎo)電碳黑等;石墨優(yōu)選為片狀石墨,但也可以為球形石墨等;碳黑與石墨質(zhì)量比優(yōu)選為1:3,但也可以為0:10-10:0;碳材料(碳黑和石墨的總質(zhì)量):松油醇質(zhì)量比也不限于上述數(shù)值,實(shí)際上其可以為1:1-10;步驟(1)和步驟(2)中的球磨時(shí)間優(yōu)選是相同,時(shí)間可以在0.5-2小時(shí)范圍內(nèi)選擇,球磨速度也優(yōu)選相同,比如在100-200r/h范圍內(nèi);但球磨有機(jī)或無機(jī)粘結(jié)劑的步驟中的球磨時(shí)間比步驟(1)和步驟(2)中的球磨時(shí)間長(zhǎng),例如為6-15小時(shí)范圍內(nèi),球磨速度可以相同或更高,例如為100-400r/h范圍內(nèi),例如350r/h。
另外,本發(fā)明中,有機(jī)或無機(jī)粘結(jié)劑不限于上述實(shí)施例中的幾種,優(yōu)選是鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋯酸偶聯(lián)劑,更優(yōu)選是正鈦酸異丙酯(tetraisopropyltitanate),正鈦酸丁酯(tetran-butyltitanate),乙酰乙酸鈦復(fù)合物(titaniumethylacetoacetatecomplex),正丁基鋯酸鹽(n-butylzirconate),三乙醇胺多元醇鋯復(fù)合物(zirconiumtriethanolaminepolyolcomplex)等。
有機(jī)或無機(jī)粘結(jié)劑和含有-cooh或-oh的化合物以質(zhì)量比為10:1-1:10,其總質(zhì)量與碳黑和石墨總質(zhì)量比為10:1-1:10。
本發(fā)明中的溶劑并不限于松油醇,其可以是松油醇、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n,n-二甲基丙酰胺、n,n-二乙基甲酰胺、n,n-二乙基乙酰胺、n,n-二乙基丙酰胺、二甲基亞砜、四亞甲基亞砜、五亞甲基亞砜、六亞甲基亞砜、四亞甲基脲、n,n-二甲基丙烯酸脲、六甲基磷酰胺、n-甲基吡咯烷酮、n-乙基吡咯烷酮、二氯甲烷、苯、甲苯、二甲苯、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、辛烷、環(huán)己烷、環(huán)己酮、甲苯環(huán)己酮、乙醚、丙酮、丁酮、乙酸、乙酸酐、二氧六環(huán)、氯仿、四氯化碳、乙酸乙酯、四氫呋喃、吡啶、石油醚、正丁醇、異丙醇、硝基苯、氯苯、二氯苯、二氯甲烷、乙醚、環(huán)氧丙烷、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、乙酸異丙酯、甲基正丙酮、乙酸異丁酯、2-硝基丙烷、乙酸正丁酯、丙二醇甲醚、甲基異戊基酮、乙酸甲基戊酯、丙酸正丁酯、丙二醇甲醚乙酸酯、乙酸戊酯、甲基正戊基甲酮、異丁酸異丁酯、羥乙基乙醚、環(huán)已酮、丙二醇單丁基醚、丙二醇單丙基醚、乙二醇乙醚乙酸酯、二異丁基甲酮、乙二醇丙醚、二丙酮醇、乙二醇丁醚、丙二醇丁醚、甲酸-2-乙基已酯、乙二醇丁醚乙酸酯、二丙二醇甲醚、二醇二乙酸酯、二乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丙醚、乙二醇己醚、二乙二醇乙醚乙酸酯、二乙二醇丁醚、乙二醇-2-乙基己醚涂、二乙二醇丁醚乙酸酯、丙二單苯基醚、甲基丁酮、甲基異丁酮、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚、乙腈、吡啶、苯酚、甲醇、乙醇、異丙醇、正丙醇、2-丁醇、異丁醇、甲基異丁基甲醇、戊醇、環(huán)己醇、石腦油、100#溶劑油、150#溶劑油、200#溶劑油、苯乙烯、全氯乙烯、三氯乙烯、乙烯乙二醇醚和三乙醇胺等中的任一種或多種。
上述制備方法工藝簡(jiǎn)單,制備得到的導(dǎo)電碳漿料是一種低溫、高導(dǎo)電性、柔性好的導(dǎo)電材料,圖1為粒徑為15μm的片狀石墨為實(shí)施例1制備得到的碳漿料材料電阻測(cè)試圖,其電阻率可低至88ωμm。
這種導(dǎo)電碳漿料可以燒結(jié)作為介孔太陽能電池的背電極,即在已填充好的電池上,增加低溫碳漿料背電極層,可以大幅降低原有高溫背電極的厚度,保證電子傳輸層和電子阻擋層介孔內(nèi)部的鈣鈦礦材料填充更多,電荷傳輸性能得到改善,從而使得電池光電效率大大提高。
將本發(fā)明制備得到的碳漿料應(yīng)用于制備介觀太陽能電池的背電極,一個(gè)實(shí)施例中,低溫背電極多孔薄膜直接印刷在高溫背電極上,厚度為10-20μm甚至更厚,<100℃燒結(jié)既能不破壞鈣鈦礦類吸光材料的性能,也能保證背電極的高導(dǎo)電性。背電極多孔薄膜厚度由原有的10μm降低至nm或<10μm級(jí)別,保證前驅(qū)體溶液更多的滲透至電子傳輸層或絕緣間隔層。
利用本發(fā)明制備的一種具有低溫、高導(dǎo)電性、柔性等優(yōu)異性能的碳漿料,將其對(duì)原有穩(wěn)定的介孔太陽能電池進(jìn)行結(jié)構(gòu)和性能優(yōu)化,通過解決碳對(duì)電極導(dǎo)電性不高的問題,提高其太陽能轉(zhuǎn)化效率。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解,以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。