:
[0083]a)清洗ΙΤ0導電玻璃襯底，先將ΙΤ0導電玻璃襯底采用清洗劑和去離子水超聲洗滌去除有機物和油脂，再依次用丙酮、乙醇、去離子水超聲洗滌；
[0084]b)在ΙΤ0導電玻璃襯底表面通過水浴合成法制作Fe203納米棒陣列，形成光陽極金屬氧化物b3;
[0085]c)采用金屬Pt片作為光陰極；
[0086](3)鈣鈦礦太陽能光伏電池a與光化學電池b的連接:
[0087]用導線將鈣鈦礦太陽能光伏電池a的金屬陽極a6與光化學電池b的ΙΤ0導電玻璃襯底的第二透明導電膜b2連接，將鈣鈦礦太陽能光伏電池a的ΙΤ0導電玻璃襯底的第一透明導電膜a2與光化學電池b的光陰極b4連接。
[0088]實施例4:
[0089]本實施例中鈣鈦礦太陽能電池電解水制氫集成器件的制備方法包括以下步驟:
[0090](1)鈣鈦礦太陽能光伏電池a的制備:
[0091]a)清洗ΙΤ0導電玻璃襯底，先將ΙΤ0導電玻璃襯底采用清洗劑和去離子水超聲洗滌去除有機物和油脂，再依次用丙酮、乙醇、去離子水超聲洗滌;然后將清洗后的陰極透明導電襯底浸入體積濃度為3%的聚二烯丙基二甲基氯化銨水溶液中，浸泡20min;浸泡完畢后取出陰極透明導電襯底并用去離子水反復沖洗去除多余的聚二烯丙基二甲基氯化銨；
[0092]b)常溫下，將步驟a)所得陰極透明導電襯底置于摩爾濃度為0.025M、溶劑為乙醚的Au@Ti02的納米溶液中，浸泡20h，浸泡完畢后取出陰極透明導電襯底并于60°C下干燥處理20h，置于無水環(huán)境中備用；此時，陰極透明導電襯底的表面即形成了一層Ti02包覆Au的核殼層，該Ti02包覆Au的核殼層即為電子傳輸層；
[0093]c)先按照摩爾比例1:3將PbCl2和CH3NH3I混合于丁內(nèi)酯中配置成質(zhì)量濃度為40%的CH3NH3I溶液，然后將該溶液旋涂在電子傳輸層上，于100°C加熱30min，形成鈣鈦礦層CH3NH3PbIxCl3-x(0<x<3)；
[0094]d)在步驟c)所得鈣鈦礦層表面旋涂空穴傳輸層spr1-OMeTAD;
[0095]e)在步驟d)所得空穴傳輸層上蒸鍍形成Ag金屬陽極；
[0096](2)光化學電池b的制備:
[0097]a)清洗ΙΤ0導電玻璃襯底，先將ΙΤ0導電玻璃襯底采用清洗劑和去離子水超聲洗滌去除有機物和油脂，再依次用丙酮、乙醇、去離子水超聲洗滌；
[0098]b)在ΙΤ0導電玻璃襯底表面通過水浴合成法制作Fe203納米棒陣列，形成光陽極金屬氧化物b3;
[0099]c)采用金屬Pt片作為光陰極；
[0100](3)鈣鈦礦太陽能光伏電池a與光化學電池b的連接:
[0101]用導線將鈣鈦礦太陽能光伏電池a的金屬陽極a6與光化學電池b的ΙΤ0導電玻璃襯底的第二透明導電膜b2連接，將鈣鈦礦太陽能光伏電池a的ΙΤ0導電玻璃襯底的第一透明導電膜a2與光化學電池b的光陰極b4連接。
【主權項】
1.一種鈣鈦礦太陽能電池電解水制氫集成器件，其特征在于:包括相串聯(lián)而成的鈣鈦礦太陽能光伏電池及光化學電池，所述鈣鈦礦太陽能光伏電池的陽極與光化學電池的光陽極通過導線相連，所述鈣鈦礦太陽能光伏電池的陰極與光化學電池的光陰極通過導線相連。2.根據(jù)權利要求1所述的鈣鈦礦太陽能電池電解水制氫集成器件，其特征在于:所述的鈣鈦礦太陽能光伏電池包括: 陰極透明導電襯底， 電子傳輸層，制作在所述陰極透明導電襯底上， 鈣鈦礦層，制作在所述電子傳輸層上， 空穴傳輸層，制作在所述鈣鈦礦層上，以及 金屬陽極，制作在所述空穴傳輸層上。3.根據(jù)權利要求2所述的鈣鈦礦太陽能電池電解水制氫集成器件，其特征在于:所述的電子傳輸層為二氧化鈦包覆金屬粒子核殼層，該核殼層以金屬粒子Ag或Au為核，以Ti02為殼層。4.根據(jù)權利要求3所述的鈣鈦礦太陽能電池電解水制氫集成器件，其特征在于:所述金屬粒子Ag或Au的直徑為5?50nm，Ti02殼層的厚度為5?50nm;所述鈣鈦礦層為CH3NH3PbI3或CH3NH3PbIxCl3—x 或 CH3NH3PbxBr3—x 薄膜層，其中，0〈x〈3，該薄膜的厚度為400 ?500nm。5.根據(jù)權利要求1所述的鈣鈦礦太陽能電池電解水制氫集成器件，其特征在于:所述的光化學電池包括: 陽極透明導電襯底， 光陽極金屬氧化物，制作在所述透明導電襯底上，以及 鉑電極。6.—種權利要求1?5中任一權利要求所述鈣鈦礦太陽能電池電解水制氫集成器件的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)鈣鈦礦太陽能光伏電池的制備: a)清洗陰極透明導電襯底，然后將清洗后的陰極透明導電襯底浸入聚二烯丙基二甲基氯化銨的水溶液中，浸泡10?30min;浸泡完畢后取出陰極透明導電襯底并用去離子水反復沖洗去除多余的聚二烯丙基二甲基氯化銨； b)常溫下，將步驟a)所得陰極透明導電襯底置于(Au/Ag)@Ti02的納米溶液中，浸泡5?24h，浸泡完畢后取出陰極透明導電襯底并于50?60°C下干燥處理20?24h，置于無水環(huán)境中備用;此時，陰極透明導電襯底的表面即形成了一層Ti02包覆Au/Ag的核殼層，該Ti02包覆Au/Ag的核殼層即為電子傳輸層； c)在步驟b)所得電子傳輸層表面形成一層鈣鈦礦層； d)在步驟c)所得鈣鈦礦層表面旋涂空穴傳輸層； e)在步驟e)所得空穴傳輸層上蒸鍍形成金屬陽極； (2)光化學電池的制備: a)清洗陽極透明導電襯底； b)在陽極透明導電襯底表面制備光陽極金屬氧化物； c)采用金屬Pt片作為光陰極； (3)鈣鈦礦太陽能光伏電池與光化學電池的連接: 用導線將鈣鈦礦太陽能光伏電池的金屬陽極與光化學電池的陽極透明導電襯底連接，將鈣鈦礦太陽能光伏電池的陰極透明導電襯底與光化學電池的光陰極連接。7.根據(jù)權利要求6所述鈣鈦礦太陽能電池電解水制氫集成器件的制備方法，其特征在于:所述陰極透明導電襯底包括第一透明襯底及制作于該第一透明襯底上的第一透明導電膜，所述陽極透明導電襯底包括第二透明襯底及制作于該第二透明襯底上的第二透明導電膜，所述鈣鈦礦太陽能光伏電池的金屬陽極與光化學電池的第二透明導電膜連接，所述鈣鈦礦太陽能光伏電池的第一透明導電膜與光化學電池的光陰極連接。8.根據(jù)權利要求6所述鈣鈦礦太陽能電池電解水制氫集成器件的制備方法，其特征在于:步驟(1)中所述聚二烯丙基二甲基氯化銨水溶液的體積濃度為1?5%;所述(Au/Ag)@Ti02納米溶液的摩爾濃度為0.01?0.05M，溶劑為乙醇或乙醚。9.根據(jù)權利要求6所述鈣鈦礦太陽能電池電解水制氫集成器件的制備方法，其特征在于:步驟(1)中當所述電子傳輸層為Ti02包覆Au的核殼層時，所述金屬陽極為Ag電極；當所述電子傳輸層為T i02包覆Ag的核殼層時，所述金屬陽極為Au電極。10.根據(jù)權利要求6所述鈣鈦礦太陽能電池電解水制氫集成器件的制備方法，其特征在于:步驟(2)中所述的光陽極金屬氧化物為通過旋涂法制作于陽極透明導電襯底表面的多孔層W03，或通過水浴合成法制作于陽極透明導電襯底表面的Fe203納米棒陣列。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鈣鈦礦太陽能電池電解水制氫集成器件及其制備方法，本發(fā)明獨創(chuàng)性的將鈣鈦礦太陽能光伏電池與光化學電池串聯(lián)在一起，利用低帶系的鈣鈦礦太陽能電池輸出電壓高的優(yōu)勢，將其與光化學電池并聯(lián)從而在無外接偏壓電源的情況下進行水裂解制氫，實現(xiàn)了從太陽能到氫能的直接能量轉(zhuǎn)換，使用過程中，低帶系的鈣鈦礦材料可以吸收短波的太陽光，寬帶系的光化學電池材料可以吸收長波段的太陽光，有效提高了太陽光的利用率；本發(fā)明在制備鈣鈦礦太陽能光伏電池時，將該TiO2包覆Au/Ag的核殼層直接作為電子傳輸層使用，無需另外制作專門的電子傳輸層，簡化了制備工藝，降低了生產(chǎn)成本，促進了鈣鈦礦層對光的吸收，提高了太陽能電池的吸光效果。
【IPC分類】H01G9/20, H01L51/42, H01L51/48
【公開號】CN105470393
【申請?zhí)枴緾N201510940142
【發(fā)明人】胡子陽, 諸躍進, 張后程
【申請人】寧波大學
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月16日