CN89105217.8
1989.01.21
CN1035206A
1989.08.30
终止
无权
|||授权|||审定||||||公开
H01L31/18
山东师范大学
雷钊华; 周瑞令
山东省济南市文化东路38号
山东省高等院校专利事务所
娄安境;刘国涛
一种制备叶绿素光伏电池的工艺，属于有机光伏电池生产工艺。本工艺特征在于用二氧化锡光透导电玻璃作为电极板，用电沉积法将叶绿素a铺展到负极板上，在两板板间夹入含氢醌的聚乙烯醇薄膜。本工艺简便易行，无三废之害。按本工艺制得的叶绿素光伏电池，造价低，光电参数高。
1、一种制备叶绿素光伏电池工艺，其过程是在两光透电极间夹入叶绿素a薄膜制成叶绿素光伏电池，本发明的特征在于，所用正负电极板均为二氧化锡光透导电玻璃。 2、根据权利要求1所说的制备叶绿素光伏电池工艺，其特征在于，用电沉积法直接将叶绿素a铺展到作为负极的二氧化锡光透导电玻璃上。 3、根据权利要求1或2所说的制备叶绿素光伏电池工艺，其特征在于，将含有氢醌的聚乙烯醇薄膜夹于电池的两电极之间。 4、根据权利要求1或2所说的制备叶绿素光伏电池工艺，其特征在于，用电沉积法将叶绿素a铺展到二氧化锡光透导电玻璃上时，所用电压强度为800～1500V/cm。 5、根据权利要求1或3所说的制备叶绿素光伏电池工艺，其特征在于，含有氢醌的聚乙烯醇薄膜厚度为0.01～0.08mm。
本发明属于有机光伏电池制备工艺。 叶绿素光伏电池的研制，是将太阳光能转换为电能的太阳能利用的重要领域之一，文献报导最初是用两种不同的金属为电极，叶绿素a夹于两电极之间。C.W.Tang等人的研究，是采用在石英板上喷镀金属工艺来制备叶绿素光伏电池（Journal of Chemical Physics，1975，62，2139-2149）。但此种电池的短路电流过低，而且制备过程中需要两次高温真空喷镀金属，增加了制备工艺的难度，也易使叶绿素a遭受破坏。近年来，Kuku Uehara等人的研究是用两块具有铺展好的氧化铟锡（或金）的光透导电薄膜作为电极板，采用在其中一块涂抹叶绿素a，在另一块电极板间加入聚乙烯醇膜的工艺，形成叶绿素光伏电池（Chemistry Letters，1984，pp 1499-1502）。此种电池的短路电流明显增加，也免去了制备工艺中的喷镀金属过程，但由于使用了氧化铟锡（或金）的光透导电薄膜，使电池成本过高。 本发明针对已有工艺的不足，提出一种既能免去制备工艺中的喷镀金属过程，也能保持高的短路电流，还能降低成本的叶绿素光伏电池的制备工艺。 本发明的构思是利用二氧化锡光透导电玻璃，直接在这种玻璃上电沉积叶绿素a形成负极，将另一块二氧化锡光透导电玻璃作为正极，在两极之间加入自制的含有氢醌的聚乙烯醇膜。 利用本工艺制备的叶绿素光伏电池，Voc为135～150（mv），Isc为68～152（NA/CM），制备过程中不需要高温真空喷镀金手续，整个工艺简便，无三废之害，电极板面积可在10×10cm2以内，价格低廉。 本工艺实施过程：首先，以二氧化锡光透导电玻璃为阴极，铝片为阳极，含有叶绿素a的异辛烷溶液为电沉积液，放入电沉积槽中，两极的电压强度为800～1500V/CM，通电5-20分钟后取出，即制得具有铺展叶绿素a的二氧化锡光透导电玻璃电极板，此电极板作为电池的负极板。再在聚乙烯醇水溶液中加入氢醌溶液，均匀铺展在有机玻璃片上，蒸干后即得厚度为0.01～0.08mm的含有氢醌的聚乙烯醇膜。然后取另一块二氧化锡光透导电玻璃作为电池的正极板，在用水湿润的情况下，将上面制得的含有氢醌的聚乙烯醇膜均匀铺展在此正极板上。最后，使负极板的叶绿素a与正极板的聚乙烯醇膜闭合，即制得以二氧化锡光透导电玻璃为电极板并含有氢醌的叶绿素光伏电池。 本工艺制备的叶绿素光伏电池所测得的具体光电参数数据如下： 仪器参数： 1.HB-104函数发生器扫描速度 1×10-1mv/sec 2.HA-501恒电位恒电流仪输出最大电压 1×10-6A 3.3086-A4X-Y记录仪X敏感度 10mv/cm 4.3086-A4X-Y记录仪Y敏感度 25mv/cm 测试数据： 1.开路电压 Voc＝141.5mv 2.短路电流 Isc＝6.8×10-8A/cm23.计算输出功率 PCOU＝9.62×10-9W/cm24.最佳工作电压 VOW＝70mv 5.最佳工作电流 IOW＝2.6×10-8A/cm26.最大输出功率 Pmax＝1.82×10-9W/cm27.填充因子 F.F.＝0.189 8.入射功率 Pinc＝1.80×10-2W/cm29.功率转换效率 η＝1.01×10-5% 10.暗电动势 E晴＝-3.8mv 11.光电动势 E光＝+159.3mv 12.光感电动势 △E＝+163.1mv
本发明属于有机光伏电池制备工艺。
叶绿素光伏电池的研制，是将太阳光能转换为电能的太阳能利用的重要领域之一，文献报导最初是用两种不同的金属为电极，叶绿素a夹于两电极之间。C.W.Tang等人的研究，是采用在石英板上喷镀金属工艺来制备叶绿素光伏电池（Journal of Chemical Physics，1975，62，2139-2149）。但此种电池的短路电流过低，而且制备过程中需要两次高温真空喷镀金属，增加了制备工艺的难度，也易使叶绿素a遭受破坏。近年来，Kuku Uehara等人的研究是用两块具有铺展好的氧化铟锡（或金）的光透导电薄膜作为电极板，采用在其中一块涂抹叶绿素a，在另一块电极板间加入聚乙烯醇膜的工艺，形成叶绿素光伏电池（Chemistry Letters，1984，pp 1499-1502）。此种电池的短路电流明显增加，也免去了制备工艺中的喷镀金属过程，但由于使用了氧化铟锡（或金）的光透导电薄膜，使电池成本过高。
本发明针对已有工艺的不足，提出一种既能免去制备工艺中的喷镀金属过程，也能保持高的短路电流，还能降低成本的叶绿素光伏电池的制备工艺。
本发明的构思是利用二氧化锡光透导电玻璃，直接在这种玻璃上电沉积叶绿素a形成负极，将另一块二氧化锡光透导电玻璃作为正极，在两极之间加入自制的含有氢醌的聚乙烯醇膜。
利用本工艺制备的叶绿素光伏电池，Voc为135～150（mv），Isc为68～152（NA/CM），制备过程中不需要高温真空喷镀金手续，整个工艺简便，无三废之害，电极板面积可在10×10cm2以内，价格低廉。
本工艺实施过程：首先，以二氧化锡光透导电玻璃为阴极，铝片为阳极，含有叶绿素a的异辛烷溶液为电沉积液，放入电沉积槽中，两极的电压强度为800～1500V/CM，通电5-20分钟后取出，即制得具有铺展叶绿素a的二氧化锡光透导电玻璃电极板，此电极板作为电池的负极板。再在聚乙烯醇水溶液中加入氢醌溶液，均匀铺展在有机玻璃片上，蒸干后即得厚度为0.01～0.08mm的含有氢醌的聚乙烯醇膜。然后取另一块二氧化锡光透导电玻璃作为电池的正极板，在用水湿润的情况下，将上面制得的含有氢醌的聚乙烯醇膜均匀铺展在此正极板上。最后，使负极板的叶绿素a与正极板的聚乙烯醇膜闭合，即制得以二氧化锡光透导电玻璃为电极板并含有氢醌的叶绿素光伏电池。
本工艺制备的叶绿素光伏电池所测得的具体光电参数数据如下：
仪器参数：
1.HB-104函数发生器扫描速度 1×10-1mv/sec
2.HA-501恒电位恒电流仪输出最大电压 1×10-6A
3.3086-A4X-Y记录仪X敏感度 10mv/cm
4.3086-A4X-Y记录仪Y敏感度 25mv/cm
测试数据：
1.开路电压 Voc＝141.5mv
2.短路电流 Isc＝6.8×10-8A/cm2
3.计算输出功率 PCOU＝9.62×10-9W/cm2
4.最佳工作电压 VOW＝70mv
5.最佳工作电流 IOW＝2.6×10-8A/cm2
6.最大输出功率 Pmax＝1.82×10-9W/cm2
7.填充因子 F.F.＝0.189
8.入射功率 Pinc＝1.80×10-2W/cm2
9.功率转换效率 η＝1.01×10-5%
10.暗电动势 E晴＝-3.8mv
11.光电动势 E光＝+159.3mv
12.光感电动势 △E＝+163.1mv
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一种制备叶绿素光伏电池的工艺，属于有机光伏电池生产工艺。本工艺特征在于用二氧化锡光透导电玻璃作为电极板，用电沉积法将叶绿素a铺展到负极板上，在两板板间夹入含氢醌的聚乙烯醇薄膜。本工艺简便易行，无三废之害。按本工艺制得的叶绿素光伏电池，造价低，光电参数高。。
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