專利名稱：制備葉綠素光伏電池工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機光伏電池制備工藝。
葉綠素光伏電池的研制，是將太陽光能轉(zhuǎn)換為電能的太陽能利用的重要領(lǐng)域之一，文獻報導(dǎo)最初是用兩種不同的金屬為電極，葉綠素a夾于兩電極之間。C.W.Tang等人的研究，是采用在石英板上噴鍍金屬工藝來制備葉綠素光伏電池(JournalofChemicalPhysics，1975，62，2139-2149)。但此種電池的短路電流過低，而且制備過程中需要兩次高溫真空噴鍍金屬，增加了制備工藝的難度，也易使葉綠素a遭受破壞。近年來，KukuUehara等人的研究是用兩塊具有鋪展好的氧化銦錫(或金)的光透導(dǎo)電薄膜作為電極板，采用在其中一塊涂抹葉綠素a，在另一塊電極板間加入聚乙烯醇膜的工藝，形成葉綠素光伏電池(ChemistryLetters，1984，pp1499-1502)。此種電池的短路電流明顯增加，也免去了制備工藝中的噴鍍金屬過程，但由于使用了氧化銦錫(或金)的光透導(dǎo)電薄膜，使電池成本過高。
本發(fā)明針對已有工藝的不足，提出一種既能免去制備工藝中的噴鍍金屬過程，也能保持高的短路電流，還能降低成本的葉綠素光伏電池的制備工藝。
本發(fā)明的構(gòu)思是利用二氧化錫光透導(dǎo)電玻璃，直接在這種玻璃上電沉積葉綠素a形成負極，將另一塊二氧化錫光透導(dǎo)電玻璃作為正極，在兩極之間加入自制的含有氫醌的聚乙烯醇膜。
利用本工藝制備的葉綠素光伏電池，Voc為135～150(mv)，Isc為68～152(NA/CM)，制備過程中不需要高溫真空噴鍍金手續(xù)，整個工藝簡便，無三廢之害，電極板面積可在10×10cm2以內(nèi)，價格低廉。
本工藝實施過程首先，以二氧化錫光透導(dǎo)電玻璃為陰極，鋁片為陽極，含有葉綠素a的異辛烷溶液為電沉積液，放入電沉積槽中，兩極的電壓強度為800～1500V/CM，通電5-20分鐘后取出，即制得具有鋪展葉綠素a的二氧化錫光透導(dǎo)電玻璃電極板，此電極板作為電池的負極板。再在聚乙烯醇水溶液中加入氫醌溶液，均勻鋪展在有機玻璃片上，蒸干后即得厚度為0.01～0.08mm的含有氫醌的聚乙烯醇膜。然后取另一塊二氧化錫光透導(dǎo)電玻璃作為電池的正極板，在用水濕潤的情況下，將上面制得的含有氫醌的聚乙烯醇膜均勻鋪展在此正極板上。最后，使負極板的葉綠素a與正極板的聚乙烯醇膜閉合，即制得以二氧化錫光透導(dǎo)電玻璃為電極板并含有氫醌的葉綠素光伏電池。
本工藝制備的葉綠素光伏電池所測得的具體光電參數(shù)數(shù)據(jù)如下儀器參數(shù)1.HB-104函數(shù)發(fā)生器掃描速度 1×10-1mv/sec2.HA-501恒電位恒電流儀輸出最大電壓 1×10-6A3.3086-A4X-Y記錄儀X敏感度 10mv/cm4.3086-A4X-Y記錄儀Y敏感度 25mv/cm
測試數(shù)據(jù)1.開路電壓 Voc＝141.5mv2.短路電流 Isc＝6.8×10-8A/cm23.計算輸出功率 PCOU＝9.62×10-9W/cm24.最佳工作電壓 VOW＝70mv5.最佳工作電流 IOW＝2.6×10-8A/cm26.最大輸出功率 Pmax＝1.82×10-9W/cm27.填充因子F.F.＝0.1898.入射功率 Pinc＝1.80×10-2W/cm29.功率轉(zhuǎn)換效率 η＝1.01×10-5%10.暗電動勢 E晴＝-3.8mv11.光電動勢 E光＝+159.3mv12.光感電動勢△E＝+163.1mv
權(quán)利要求
1.一種制備葉綠素光伏電池工藝，其過程是在兩光透電極間夾入葉綠素a薄膜制成葉綠素光伏電池，本發(fā)明的特征在于，所用正負電極板均為二氧化錫光透導(dǎo)電玻璃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的制備葉綠素光伏電池工藝，其特征在于，用電沉積法直接將葉綠素a鋪展到作為負極的二氧化錫光透導(dǎo)電玻璃上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所說的制備葉綠素光伏電池工藝，其特征在于，將含有氫醌的聚乙烯醇薄膜夾于電池的兩電極之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所說的制備葉綠素光伏電池工藝，其特征在于，用電沉積法將葉綠素a鋪展到二氧化錫光透導(dǎo)電玻璃上時，所用電壓強度為800～1500V/cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所說的制備葉綠素光伏電池工藝，其特征在于，含有氫醌的聚乙烯醇薄膜厚度為0.01～0.08mm。
全文摘要
一種制備葉綠素光伏電池的工藝，屬于有機光伏電池生產(chǎn)工藝。本工藝特征在于用二氧化錫光透導(dǎo)電玻璃作為電極板，用電沉積法將葉綠素a鋪展到負極板上，在兩板板間夾入含氫醌的聚乙烯醇薄膜。本工藝簡便易行，無三廢之害。按本工藝制得的葉綠素光伏電池，造價低，光電參數(shù)高。
文檔編號H01L51/42GK1035206SQ8910521
公開日1989年8月30日 申請日期1989年1月21日 優(yōu)先權(quán)日1989年1月21日
發(fā)明者雷釗華, 周瑞令 申請人:山東師范大學(xué)