染料敏化纳晶薄膜太阳能电池对电极.pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN1697200A

(43)申请公布日2005.11.16

(21)申请号CN200410037799.8

(22)申请日2004.05.13

(71)申请人中国科学院化学研究所

地址100080北京市海淀区中关村北一街2号

(72)发明人林原王桂强林瑞峰李学萍李维盈肖绪瑞周晓文

(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司

代理人周国城

(51)Int.CI

H01L31/0224

H01L31/04

H01G9/042

H01G9/20

H01M4/00

H01M14/00

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

染料敏化纳晶薄膜太阳能电池对电

极

(57)摘要

本发明涉及太阳能电池技术领域，

是一种用于染料敏化纳晶薄膜太阳能电池

的新型催化对电极及其制备方法。该对电

极，是在衬底的一侧面上固接一镍基合金

层，在镍基合金层的外侧面上再固接一超

薄金属层。所述镍层合金具有高光反射率

和高电导率，超薄金属层对碘的氧化还原

反应有高的电催化活性，两者结合能提高

电池的光吸收效率、降低欧姆损失和电化

学极化损失，从而提高了电池的光电转换

效率。本发明对电极在染料敏化电池的腐

蚀工作环境中具有良好的稳定性，因而特

别适用于染料敏化纳晶太阳能电池。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.一种染料敏化纳晶薄膜太阳能电池对电极，由衬底、镍基合金层和具有电化学催

化活性的超薄金属层组成，其特征在于：在衬底的一侧面上固接一镍基合金层，在

镍基合金层的外侧面上再固接一超薄金属层。

2.如权利要求1所述的对电极，其特征在于：所述衬底为玻璃或塑料。

3.如权利要求1所述的对电极，其特征在于：所述镍基合金层，为镍-磷合金层、

镍-磷-铜合金层、镍-磷-钨合金层、镍-磷-钼合金层、镍-磷-锡合金层、镍-磷-钴合

金层、镍-硼合金层、镍-磷-硼合金层、镍-硼-铜合金层、镍-硼-钨合金层、镍-磷-碳

化硅复合镀层、镍-磷-氧化铝复合镀层、镍-磷-碳化硼复合镀层、镍-磷-氮化钛复合

镀层、镍-磷-氮化硅复合镀层、镍-磷-氧化铬复合镀层、镍-磷-金刚石复合镀层、镍

-磷-氟化钙复合镀层、镍-硼-碳化硅复合镀层、镍-硼-氧化铝复合镀层。

4.如权利要求3所述的对电极，其特征在于：所述镍基合金层，优选为镍-磷合金

层。

5.如权利要求4所述的对电极，其特征在于：所述镍-磷合金层中的含磷量为合金

层总重的1-15％，优选为5-14％。

6.如权利要求1所述的对电极，其特征在于：所述超薄金属层由纳米铂颗粒组成，

其粒径为2-100nm。

7.如权利要求6所述的对电极，其特征在于：所述纳米铂颗粒的负载量为2-

10μg/cmsup2/sup。

8.一种太阳能电池对电极的制备方法，其特征在于：包含如下步骤：

i)在清洗干净的衬底上沉积一层镍基合金，作为担载超薄金属层的导电基底；

ii)在200-450℃的温度下对导电基底进行热处理；

iii)在热处理后的导电基底上再担载一层具有电化学催化活性的超薄金属层；

iv)自然晾干，得到本发明催化对电极。

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于：在i)步中，若衬底不导电，采用先

钯活化再化学镀的方法制备镍基合金层；若衬底导电，采用先钯活化再化学镀的方

法或采用化学-电化学复合镀的方法制备镍基合金层。

10.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于：在ii)步中，热处理温度优选为

250-400℃。

11.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于：在iii)步中，将含有纳米铂颗粒的

溶液旋涂在经ii)步处理的基底上，晾干后再做热处理。

12.如权利要求11