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专利号: 2011104560390
申请人: 中国科学院宁波材料技术与工程研究所
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2023-08-24
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种太阳能电池柔性光阳极,其特征在于,包含:(1)基材;和

(2)位于基材至少一个主表面的TiO2纳米结构层,其中,所述TiO2纳米结构层是经非金属元素掺杂的;

其中,所述的基材是钛基材或含钛基材且所述基材为钛或钛合金箔片;

所述TiO2纳米结构层是由基材中的Ti直接氧化制得的;且所述TiO2纳米结构层是在电解质溶液中,在对电极的共()同作用下,由基材表面直接氧化制得;所述电解质溶液包含电解质和水,其中所述电解质包含氟化物、支持电解质和添加剂;

所述TiO2纳米结构层的顶部是经过离子轰击处理的;

且所述TiO2纳米结构层为TiO2纳米管;

+ + + + + +

所述离子为Ar、H、He、N、O、或C;所述离子轰击处理时,离子的加速电压为300V~

50kV。

2.如权利要求1所述的光阳极,其特征在于,所述非金属元素为N、C、F、P、或S。

3.如权利要求1所述的光阳极,其特征在于,所述太阳能电池柔性光阳极具有选自下组的一种或多种特性:(i)光谱响应波长为200nm~800nm;

(ii)禁带宽度为2.2~3.2eV;和(iii)可见光吸收率高于80%。

4.如权利要求1所述的光阳极,其特征在于,所述基材为钛或钛合金箔片且所述钛及钛合金箔片厚度为0.05~1mm。

5.如权利要求1所述的光阳极,其特征在于,所述氟化物选自下组:氟化铵、氟化钾、氟化钠、或其组合;所述氟化物的含量为电解质总量的0.1~2wt%;

所述支持电解质选自下组:硫酸钠、硫酸氢钠、硫酸氨、硫酸氢氨、磷酸二氢氨、磷酸钠、硫酸钾、硫酸氢钾、磷酸二氢钾、或其组合;所述支持电解质的含量为电解质总量的0~

4wt%;

所述添加剂选自下组:丙三醇、乙二醇、甲醇、或其组合;所述添加剂的含量为电解质总量的0~99wt%。

6.一种太阳能电池柔性光阳极的制备方法,其特征在于,包括步骤:(i)提供一基材;

(ii)在电解质溶液中,将基材的至少一个主表面进行氧化处理,从而形成位于基材至少一个主表面的TiO2纳米结构层;

(iii)对TiO2纳米结构层的顶部进行离子轰击处理,从而形成顶部经处理的TiO2纳米结构层;

(iv)对顶部经处理的TiO2纳米结构层进行非金属元素掺杂,从而获得太阳能电池柔性光阳极;

+ + + + + +

所述离子为Ar、H、He、N、O、或C;所述离子轰击处理时,离子的加速电压为300V~

50kV。

7.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(ii)中的电解质溶液包含电解质和水,其中所述电解质包含氟化物、支持电解质和添加剂。

8.如权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述氟化物选自下组:氟化铵、氟化钾、氟化钠、或其组合;

所述支持电解质选自下组:硫酸钠、硫酸氢钠、硫酸氨、硫酸氢氨、磷酸二氢氨、磷酸钠、硫酸钾、硫酸氢钾、磷酸二氢钾、或其组合;

所述添加剂选自下组:丙三醇、乙二醇、甲醇、或其组合。

9.如权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述氟化物的含量为电解质总量的

0.1~2wt%;

所述支持电解质的含量为电解质总量的0~4wt%;

所述添加剂的含量为电解质总量的0~99wt%。

10.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(ii)的氧化处理,其氧化电压为5V~120V,氧化温度为10℃~80℃,氧化时间为0.1~3h。