專利名稱:富勒烯蓄能電池的制作方法
技術領域:
本發明涉及太陽能電池領域,特別是涉及一種能將所吸收的太陽能、機械能或靜 電能轉換成直流電能的富勒烯蓄能電池。
背景技術:
有機/聚合物異質結太陽能電池,由于其具有重量輕、制備簡單、成本低、可制成 柔性器件(可巻曲或折疊型)等優點,近年來受到了國內外研究者的廣泛重視。1993 年N.S.Sariciftci (Synth. Met, 1993.59: 333-352)提出了共軛聚合物/富勒烯(C60) 異質結太陽能電池中共軛聚合物與Ce。之間的光誘導電子轉移現象,C6。分子具有的超快 速電子轉移功能,引起了全世界的關注,人們開始了研發C6。/聚合物電池的新方向。 1994-1995年G. Yu等人制備了電子給體-受體互穿網絡型的聚合物/富勒烯(C6。)本體異 質結型太陽能電池,把聚合物太陽能電池的光電轉換效率ri提高到了 2 . 91% (Science, 1995.270: 1789-1791) 。 (:6。/聚合物型太陽能電池按電池結構成份(形態)可分為C6。/ 聚合物雙層膜(異質結),和Ce。/聚合物或高聚物的單層膜(同質結)。在Q型的電池 中,電子給體材料一般為共軛聚合物,如聚噻吩和聚苯亞乙烯衍生物等;而電子受體材 料一般為"。的衍生物PCBM,其中研究最多的是聚3-垸基噻吩(P3HT) /PC麗和 MEH-PPV/PCBM兩類"本體-異質結"太陽能電池。W. Ma等(Adv. Funet. Mater. , 2005, 15: 1617-1622)采用優化電池結構,對P3HT/PCBM的聚合物太陽能電池通過熱處理, 光電轉換效率提高到了 4-5%,開路電壓VfO. 607 V,短路電流I^10.631mA/Cm2,填 充系數FF:O. 617,這是目前P3HT/PCBM體系最高的光電轉換效率;但與傳統硅基板太 陽能電池的光電轉換效率甲12%相比還比較低,通常認為,8%的光電轉換效率是可實 現商業化應用的最低值。所以,進一步提高此類太陽能電池的轉換效率是當前聚合物太 陽能電池研究的重點。椐國外最新的研究報道(太陽能,2007.5: 64) , WaKe Forest University的研究人員最近宣稱通過使用類似于樹葉紋理的光吸收塑料,制成了 "納 米燈絲"(n肌o filaments)使電池具有更厚的吸收層,可捕捉更多的太陽光,己將塑 料太陽能電池的光電轉換效率提高到了6%以上。2007年7月13 R出版的美國"科學" 雜志上刊登了美國加洲大學圣芭芭拉分校的Alan Heeger教授(2000年諾貝爾化學獎 得主)和韓國科學家李光熙等人利用植物光合作用原理研制出的塑料太陽能電池,其光
電轉換效率已達到6. 5%, Heeger認為該技術可在三年后進入市場。
目前影響和決定C6。/聚合物型太陽能電池光電轉換效率偏低的主要原因是(1)吸收 光譜與太陽光譜不匹配,使太陽光利用率低;(2)載流子遷移率低,致使電荷傳輸效率 低;(3)共軛聚合物給體和受體C6。的聚集態及它們之間的相分離會嚴重影響給體/受體 互穿網的形成,從而影響到電荷的分離與傳輸;(4) Ce。的溶解性極大地制約了它的優良 的電子受體功能的發揮和和應用范圍; Q經共價改性后的衍生物極大地削弱了 C6。 分子特有的可逆還原氧化的優異性能,也使原本游離態C6。分子具有高速轉動(105 106HZ)效應在能量交換和吸收過程中的"天性"完全喪失。
發明內容
本發明的目的在于克服上述現有技術目前存在的主要不足之處,經發明人長期從事 催化劑探索研究和工業實踐,特別是對富勒烯材料基礎研究的積累,深深地洞察到富勒 烯分子本身蘊藏著"質量、能量和信息",在分子體系中表現出多電子受體的功能和可 逆還原氧化特性;又根據綠色植物光合作用原理和機制,開發成功了能將所吸收的太陽 光能、機械能和靜電能轉化為直流電能的富勒烯蓄能電池。
本發明的另一目的是提供一種富勒烯蓄能電池液及其制備方法。
本發明提供的富勒烯蓄能電池包括下列結構電池 陽極(+ ) /富勒烯蓄能電池液的芯/陰極(-);
陽極(+ ) /類胡蘿卜素-兩親性高分子-仏0/富勒烯蓄能電池液的芯/富勒烯-兩親性 高分子-&0/陰極(-);
陽極(+ ) /類胡蘿卜素-兩親性高分子-H20/富勒烯蓄能電池液的芯/陰極(-);
陽極(+ ) /富勒烯蓄能電池液的芯/富勒烯-兩親性高分子-H20/陰極(-); 組裝在聚酯膜(PET)上,構成可折疊式(巻式)薄膜型富勒烯蓄能電池;或上述單個 富勒烯蓄能電池并聯或串聯構成的電池組件。
其中,陽極(+ )材料包括有ITO玻璃電極、AU電極或碳電極如導電石墨電極等;
陰極(一)材料包括有Al電極或Ti電極等。 按照本發明提供的富勒烯蓄能電池中,所述富勒烯蓄能電池(簡稱蓄能電池)包括
單個或其并聯的或串聯的富勒烯蓄能電池組件,即其電池的結構方式分為兩種類型
第一種是單個富勒烯蓄能電池;第二種是把多個富勒烯蓄能電池根據規定的電壓、電
流值進行串聯和并聯構建成相應的電池組件。每個蓄能電池的電池液結構成份之間的
連接方式也分為兩種類型第一種是采用蓄能電池液(芯)各成份之間按逐層涂敷或
浸涂在陽極(+ )和陰極(-)之間;第二種是采用先將蓄能電池液(芯)分別浸涂于 多層纖維素膜表面,再與陽極(+ )和陰極(-)組成蓄能電池。陽極(+ )或陰極(-) 與電池液之間的連接可以用浸涂或蒸鍍金屬電極的方式,也可用制作電池的公知技術 制造。蓄能電池液的厚度控制在200nm 1. 5mm,蓄能電池液浸涂於纖維素膜上總厚 度在0.2 1. 5 mm之間。電池液及各層纖維素膜間應有足量水分,該水分是在電池液 制備中所加適量水,如果電池采用封閉型,其中水分不易被蒸發,就能保持足量水分; 若開放型,在使用過程中,可補加適量水分。在日光照射下,可測得這種富勒烯蓄能 電池的性能參數開路電壓V。e0. 6 1. 5V (可調),短路電流Isc-lmA 12mA/ cm、可調),填充系數FF》0. 8,光電轉換效率『4 15% (可調),預期可超過20%, 連續使用壽命目前已超過1000h.,預期可達五年以上。也可將多個富勒烯蓄能電池進 行串聯和并聯,或與普通電池(如5號,7號電池)串并聯后使用。若將多個富勒烯蓄 能電池經串或并聯后即可驅動發光二極管(驅動電壓》1. 6v)。在普通的日光下,在 陰雨天甚至在晚間無光照下,仍能點亮發光二極管,連續工作己超過1000h.,還在繼 續使用中。在陽光直射下,富勒烯蓄能電池的光電流迅速增加,增加值是普通日光(漫 射光)下的1 2倍。有較高的光電流響應靈敏度,可用于制作新型光敏元件。上述電 池參數中"可調" 一詞是指當提高富勒烯蓄能電池液中如Ce。等的含量時,電池參數Voc 、Isc、 FF和T]在一定范圍內可隨之提高。本發明提供的富勒烯蓄能電池還可以將電池 液與陽極(+ )、陰極(-) 一起組裝在聚酯膜上構建成"巻式"即可"折疊式"薄膜 型電池組件。
按照本發明提供的富勒烯蓄能電池中的富勒烯蓄能電池液由包括富勒烯(用Ce。表 示)、兩親性高分子(用PVP表示)、類胡蘿卜素(用C表示)、H20的非共價型多元 分子復合物按不同組合經機械研磨制得。其組合方式為富勒烯-兩親性高^>子_類胡 蘿卜素-&0;類胡蘿卜素-兩親性高分子-H20;富勒烯-兩親性高分子-H20,其中"富勒 烯-兩親性高分子-類胡蘿卜素-H20"這一組合稱為是富勒烯蓄能電池液的芯,從而組合
成上述結構的富勒烯蓄能電池的電池液,即/富勒烯蓄能電池液的芯/;類胡蘿卜素-
兩親性高分子-H20/富勒烯蓄能電池液的芯/富勒烯-兩親性高分子-H20/; /類胡蘿卜素-兩親性高分子-仏0/富勒烯蓄能電池液的芯/; /富勒烯蓄能電池液的芯/富勒烯-兩親性 高分子-H20/。其中富勒烯-兩親性高分子-類蘿卜素-ftO的非共價型多元分子復合物作 為富勒烯蓄能電池液的總稱(簡寫成C6。-PVP-C_H20)。構成本發明富勒烯蓄能電池的 電池液中富勒烯為Ce。和/或C6。/C7。、 G。Cln和/或C6。Cln/UCln,優選為CM、 Cfi。/C7。(混
合物)與C6。Cln和/或C6。Cln /C7。Cln (混合物);C6。純度為98 99% (Wt%) , C6。/C7。 混合物中C6。/C7。=85/15(Wt/Wt),其中含有少量高碳數富勒烯如C84…Cioo…C540; C6。Cln 、C7。Cln中氯原子數n=10 24; C胡或C6。/C7。, C6。Cln或CMCln/C7。Cln為市售產品或用
己知技術自制,以下均以Ce。代表富勒烯。
所述兩親性高分子包括聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和各種纖維素膜,如硝酸纖維素膜、 乙酸纖維素膜等。優選為PVP,其粘均分子量在3000至700, 000,其分子結構中既有極 性較強的內酰胺基(-N< )和羰基(>O0),在分子環或長鏈上又具有非極性的亞甲 基(_CH2-)及次亞甲基(>CH-),對應的商品牌號有PVP: Kl2, Kl7, K30, K90等。
所述類胡蘿卜素包括有e-胡蘿卜素、番茄紅素、葉黃素、玉米黃素、蝦青素或
藻黃素等。
所述類胡蘿卜素外觀呈橙紅色粉狀物,是幾種光合色素的混合物,其可見吸收光譜
特征類似于植物向光性作用譜,可從市售產品中抽提得,這里用C代表類胡蘿卜素。富 勒烯蓄能電池液可簡單表示為Cs。-PVP-C-H20非共價型多元分子復合物。
按照本發明提供的富勒烯蓄能電池的電池液的制備方法包括下列步驟
(1) ,將富勒烯如C6o或C6。/C7。(混合物)與C6oCln或C6Q Cln/C7QCln (混合物)按
重量比l: 0. l到l: 1,固相研磨混合;
(2) ,將兩親性高分子如PVP與步驟1的富勒烯(C6Q)研膺混合,其中C6Q/PVP重 量比為1/100 20/100,研磨過程中加適量蒸餾水,得富勒烯-兩親性高分子-1120
(C6o-PVP-H20)粘稠狀液體;
(3) ,將兩親性高分子如PVP與類胡蘿卜素(C)按重量比100: 1至100: 20,研磨 混合,研磨過程中加適量蒸餾水,得兩親性高分子-類胡蘿卜素-1120 (PVP-C-H20)粘 稠狀液體;
(4) ,將步驟(2)和(3)中的研磨混合料再在室溫下進行一起研磨,研磨時間為10 1000h.,優選在光照條件下研磨,直至研磨液呈粘稠狀液體,即為富勒烯-兩親性高分 子-類胡蘿卜素-H20 (C6()-PVP-C-H20)粘稠狀液體;
(5) ,或將上述步驟(2), (3), (4)中的研磨粘稠狀液適量,分別涂在硝酸纖維素膜或乙 酸纖維素膜上。
上述研磨過程優選在光照下的N2氣氛或空氣中進行。 -本發明提供的富勒烯蓄能電池的富勒烯蓄能電池液中所述的富勒烯以U或C6。/C7。 混合物、C6。CLn或C6。an/C7。CLn混合物為主要成分,并含有少量或微量高碳數富勒烯如
C540等。富勒烯分子(C6。)的三維剛性分子骨架上分布著7i-:r共軛體系,其固體樣品在 400 800nrn范圍內的漫射吸收光譜有兩個特征帶,分別在450nm和650nm左右,富勒烯 分子本身蘊藏著"質量、能量和信息",主要表現在室溫下晶格中的Q分子可繞著一 個固定點高速轉動,其轉動頻率在105 106Hz,在分子體系中表現出多電子受體的功能 和可逆還原氧化特性。它在蓄能電池液Ceo-PVP-OH20的非共價型多元分子復合物中具 有如下功能在吸收可見光后的光誘導電子轉移過程中起著電子受體(Acc印tor)作用; 具有多步(多個)電子接受轉移的受體作用和多電子存儲庫這一特異功能;還具有得失 電子的還原氧化過程的可逆性。從而降低了光誘導電子遷移(ET)過程的電子重組能, 加速了光誘導電荷分離和電荷移動,同時減慢了電荷的復合(CR)過程。類胡蘿卜素具 有"天線"分子的作用,其分子鏈中存在較大的7T-7t共軛體系,與綠色植物體內的蘭光 受體被稱謂隱花色素(cryotochrome)的分子結構十分相似,在C6。-PVP-C_H20的非共價 型多元分子復合物吸收可見光后的光誘導電子轉移過程中起著電子給體作用(Donor)。 兩親性高分子如PVP具有特殊結構的分子鏈, 一方面起著連接G。分子和類胡蘿卜素的 橋和紐帶作用;另一方面在其分子鏈間吸附著大量水分子,中間存在著三維方向上的"互 穿網絡"式的氫鏈,成為光誘導電子遷移的優良通道一無勢壘的電子隧道效應。PVP這 一特殊功能與其分子結構中存在內酰胺基團和羰基.以及非極性基團緊密相關。前者使 其有親水、親極性基團的能力,后者使其能溶解諸如12、 (3 —胡蘿卜素、富勒烯等一類 非水溶性的物質。PVP還能與大部份無機鹽類有較好的絡合相溶性,如與Fe、 M,n、 Co、 Ni和Ag等金屬離子生成絡合物。還能與一系列高聚物形成透明澄清溶液,可形成均勻 透明膜,在〉320nm可見光區無任何吸收帶,故不影響富勒烯蓄能電池液對可見光的吸 收作用。在特定的研磨條件下,如在宏、微觀的機械研磨和光的作用下,PVP顯現電子 給體功能;而作為兩親性高分子的硝酸纖維素膜和乙酸纖維素膜(以下簡稱纖維素膜) 表面具有可提供的靜電能。從以上的說明可看出,C6。-PVP-C-H20的非共價型多元分子復
合物電池液在吸收太陽光譜后,非常易于形成長壽命電荷分離態(CS): (C6。)—n-(PVP-C)
+"或(Cfi。) —n- (PVP-C/纖維素膜)+n,其壽命會達到毫秒級或秒級。這種被稱之謂"分
子電池"單元就成為富勒烯蓄能電池液的核心(或稱芯片)和富勒烯蓄能電池的"活性 材料",這就是本發明提供的富勒烯蓄能電池的作用原理。 本發明提供的富勒烯蓄能電池的特點為
1. 制備工藝簡單、高效、無毒。
2. 富勒烯蓄能電池液的各組成份的分子間通過非共價型連接成分子復合物,百分之百的發揮和利用了 U分子材料自身所特有的各種功能。
3. 該種蓄能電池是一種模擬綠色植物光合作用原理的太陽能電池。
4. 可將系列蓄能電池組件組裝在聚酯膜上構建成"巻式"(可折疊式)薄膜型太陽 能光伏電池。
5. 可將系列蓄能電池經串聯、并聯組裝成電池組件,實現完全意義上的太陽能光電 解水制氫(同時可制氧氣)工藝。
6. 本發明提供的富勒烯蓄能電池液成為太陽能光伏電池的"活心材料"或稱;t謂"芯
片",現已制成了有商業應用前景的富^烯蓄能電池。
7. 該種富勒烯蓄能電池的光電轉換效率11=4 15%,可望超過20%,完全達到了目前 商業開發的要求。
8. 該種富勒烯蓄能電池液的主要成分,可改制成新型光敏元件的芯片,亦可改制成 新型光能一機械能一靜電能互相轉換的直流發電裝置。
具體實施例方式
本發明將用下面的實施例來進一步說明本發明,但本發明的保護范圍并不限于列舉 的實施例。
實施例1
將C6。與Ce。Cln (其中n=20)(簡稱C6。)按重量比在100: 10進行混合,置於瑪瑙
研缽中邊研磨邊加入按重量比在Ce。
PVP=10: 100添加PVP粉末,同時加適量蒸餾水,
研磨ioh.后,再添加e—胡蘿卜素(簡稱C),加量按重量比在C: PVP=10: 100,研 磨時間在20 150h.。
研磨過程在室溫空氣中進行, 一直研磨到形成棕褐色粘稠狀液體,這就制成了富勒 烯蓄能電池液的芯,即C6。-PVP-C-H20。
實施例2
實施例2的制備步驟相同于實施例1,不同的是用C6。代替G。與C6。Cln,直接置于瑪 瑙研缽中與PVP—起研磨。 ,
實施例3
實施例3的制備步驟相同于實施例1,不同的是用Ce。/C7。混合物代替其中C6。。
實施例.4
實施例4的制備步驟相同于實施例1,不同的是用C6。/C7。混合物與C6。Cln/C7。Cln混 合物代替C6。與C6。Cln。
實施例5
實施例5的制備步驟相同于實施例i,不同的是用番茄紅素代替e-胡蘿卜素,制
備富勒烯蓄能電池液的芯,即C6。(為Ce。/C6。Cln簡稱)-PVP-C-H20,具有同樣功能。
實施例6
將Ce。與PVP按重量比為20: 100于瑪瑙研缽中研磨50 100小時,同時在研磨過 程中加適量蒸餾水,得到C6。-PVP-H20的富勒烯蓄能電池液。
實施例7
將PVP與e-胡蘿卜素按重量比為100: 10于瑪瑙研缽中研磨20小時,同時在研磨 過程中加適量蒸餾水,得到PVP-C_H20的富勒烯蓄能電池液。
實施例8
取例l中制得的富勒烯蓄能電池液的芯2. 5ml,以單層結構成份方式涂敷于石墨電 極(或板)上,作為電池的陽極(+ ),再連接鋁電極為陰極(-)。在密封保持電池液 內有適量水分的條件下,比較測定在陽光照射下和在一般室內的漫射光下的電池參數, 光照下的開路電壓V。c=700 mV,短路電流Isc:3. 5 mA/cm 2 。
將這種簡易的富勒烯蓄能電池在日光下照射l 2h.后,把多個富勒烯蓄能電池串 聯,可直接驅動市售的發光二極管(驅動電壓》1. 6V)。在日光照射下,電路中的光 電流值會隨日光強度而出現起伏,即增大或降低。夜間無日光時電路中的發光二極管仍 可一直點亮,但電流值僅為日光下的1/3 1/5。
實施例9
取例1中制備的富勒烯蓄能電池液的芯2. 5ml,和P -胡蘿卜素-PVP-H20的研磨液 及C6o-PVP-H20的研磨液(適量),按多層結構成分方式,采用通用電池制作方法制成 陽極(+ ) /卩一胡蘿卜素-PVP-H20/富勒烯蓄能電池液的芯/CVPVP-H20/陰極(一)
封裝簡易的富勒烯蓄能電池。其中電極材料為陽極為石墨電極,陰極為鋁電極。若將
電池液內C6()、 C6C)Cln、 胡蘿卜素的用量提高一倍,這種富勒烯蓄能電池可在普通 室內漫射日光下同樣按例8中的方式,驅動點亮發光二極管。在陽光照射下還可提高電 池的有關性能參數,其開路電壓Voc^. 9V,短路電流Isf7mA/cin2。用一個上述富勒 烯蓄能電池和一節舊的5號電池(電壓《1. 4V)串聯,可以驅動發光二極管,長時間 工作。
實施例10
取例1中制備的富勒烯蓄能電池液的芯,即C6。-PVP-C-H20, 3. 5ml,可分三層浸涂
于硝酸纖維素膜上,緊緊粘貼在作為陽極(+ )的光譜純石墨表面,再連接上鋁電極為 陰極(_),就構建成了簡易富勒烯蓄能電池。電池性能與例8相似。
實施例11
以光譜純石墨盤(#3 5cm)或浸涂有導電炭黑的PET膜為陽極(+ ),在上面分層 (3或4層)覆蓋含富勒烯蓄能電池液的硝酸纖維素膜,第一層浸涂C-PVP-H20電池液, 第二層或第三層均是浸涂C6。-PVP-C-H20電池液的芯;最后一層浸涂C6。/PVP-H20,再在膜 上連接鋁電極為陰極(一),就構建成了簡易富勒烯蓄能電池。
在一般的"。濃度下(取富勒烯蓄能電池液2 5ml),在日光照射下,可測得電池 參數
Voc=700 mV, Isc=5 mA/cra 2。
在G。濃度提高為3 5倍時,在日光下可測得電池參數
Voc=l. 3 V, Isc=10 mA/cm2。
以多層結構的簡易富勒烯蓄能電池為例,連續使用(驅動發光二極管工作)時間已超1000 小時(h.),光電轉換效率『8%。
實施例12
實施例12與實施例8相似,不同之處是將富勒烯蓄能電池液的芯涂敷于涂有導電炭 黑的PET膜上,制成封閉的簡易富勒烯蓄能電池的并聯連接組件。
權利要求
1、一種富勒烯蓄能電池,包括下列結構電池陽極/富勒烯蓄能電池液的芯/陰極;陽極/類胡蘿卜素-兩親性高分子-H2O/富勒烯蓄能電池液的芯/富勒烯-兩親性高分子-H2O/陰極;陽極/類胡蘿卜素-兩親性高分子-H2O/富勒烯蓄能電池液的芯/陰極;陽極/富勒烯蓄能電池液的芯/富勒烯-兩親性高分子-H2O/陰極;組裝在聚酯膜上,構成可折疊式或卷式薄膜型富勒烯蓄能電池,或上述單個富勒烯蓄能電池并聯或串聯構成的電池組件;其中,陽極材料包括有ITO玻璃電極、Au電極或碳電極;陰極材料包括有Al電極或Ti電極。
2、根據權利要求1的富勒烯蓄能電池,其特征在于所述富勒烯蓄能電池液的芯為富勒烯-兩親性高分子-類胡蘿卜素-&0。
3、 根據權利要求2的富勒烯蓄能電池,其特征在于所述富勒烯為C6。 、 C ,/C7。、 C6。Cln 、 C6。Cln/C7。Cln,其中C冊純度為98 99重量百分數,(:6。/(]7。的重量比=85/15, C6。Cln、 C7。Cln中氯原子數n=10 24;兩親性高分子為聚乙烯吡咯烷酮、硝酸纖維素膜和乙酸纖維素膜,其粘均分子量在3ooo 7ooooo;類胡蘿卜素包括e-胡蘿卜素、番茄紅素、葉黃素、玉米黃素、蝦青素或藻黃素。
4、 根據權利要求1或2的富勒烯蓄能電池,其特征在于所述富勒烯蓄能電池液的制備 方法包括下列步驟(1) ,將富勒烯,固相研磨混合;(2) ,將兩親性高分子與步驟(1)的富勒烯研磨混合,其中富勒烯/兩親性高分子的 重量比為1/100至20/100,研磨過程中加適量蒸鎦水,得富勒烯-兩親性高分子-H20的 粘稠狀液體;(3) ,將兩親性高分子與類胡蘿卜素按重量比100: 1至100: 20研磨混合,研磨過 程中加適量蒸餾水,得兩親性高分子-類胡蘿卜素-H20的粘稠狀液體;(4) ,將步驟(2)和(3)中的研磨混合料再在室溫下進行一起研磨,研磨時間為10 1000h.,直至研磨液呈粘稠狀液體為富勒烯-兩親性高分子-類胡蘿卜素-1120的粘稠狀 液體;(5) ,或將上述歩驟(2)、 (3)和(4)中的研磨粘稠狀液體分別涂在硝酸纖維素膜或乙酸纖 維素膜上。
5、 根據權利要求4的富勒烯蓄能電池,其特征在于所述兩親性高分子為聚乙烯吡咯烷 酮;所述富勒烯為"。或C6。/C7。與C6。Cln或C6。Cln/C7。Cln按重量比為1: 0. 1至1: 1。
6、 根據權利要求4的富勒烯蓄能電池,其特征在于所述步驟(1) 、 (2) 、 (3)或(4) 的研磨過程在光照下的N2氣氛或空氣中進。
全文摘要
本發明涉及一種富勒烯蓄能電池,該電池的電池液由包括富勒烯-兩親性高分子-類胡蘿卜素-水的非共價型多元分子復合物經機械研磨制備,采用浸塗或蒸鍍方式將該種電池液以單層或多層結構成分,分別與兩側的陰極(-)和陽極(+)組成蓄能電池或電池組件、折疊式薄膜型電池組件。它在吸收太陽能光譜后,可直接轉化為電能儲存在富勒烯蓄能電池內。單個電池的開路電壓Voc0.6~1.5v,短路電流Isc1mA~12mA/cm<sup>2</sup>,填充系數FF≥0.8,光電轉換效率η4~15%,預期可超過20%。使用壽命目前已超過1000h.,預期可超過5年。該電池制造工藝簡單、高效、無毒,是百分之百的綠色體系,易于大規模生產。還可用于電解水制H<sub>2</sub>。
文檔編號H01L31/04GK101188253SQ200710163889
公開日2008年5月28日 申請日期2007年10月11日 優先權日2007年10月11日
發明者唐亞明, 鄭克航, 鄭弼乾, 陳滇寶, 陳紅蕾 申請人:陳滇寶;陳紅蕾