染料敏化的光伏电池

背景技术

成像装置、存储器、传感器和光伏电池中的半导体固体(例如金属氧化物)的敏化可以用作能量转换的有效手段。这些装置使用对光透明，但可通过使用吸收光能并将其转换成电功率或电信号的敏化剂而敏化至所需光谱的金属氧化物，例如二氧化钛。这种敏化通过从染料敏化剂的激发态将电荷注入金属氧化物中而发生。使用敏化剂，例如过渡金属络合物、无机胶体和有机染料分子。

在这些技术之中，染料敏化的金属氧化物光伏电池(DSPC)是突出的。DSPC使用染料吸收光并引发向纳米结构氧化物(例如TiO

基于过渡金属络合物的染料公开于Gratzel等的美国专利号4,927,721和5,350,644中。这些染料材料设置在具有高表面积的介孔金属氧化物上，在其上可以形成吸收、敏化层。这导致光在电池中的高吸收率。已经发现染料(例如Ru(II) (2,2'-联吡啶-4,4'二羧酸酯)

一种类型的染料敏化的光伏电池被称为Gratzel电池。Hamann等，(2008), "Advancing beyond current generation dye-sensitized solar cells,"

Gratzel电池可通过首先构造顶部来制造。所述顶部可通过在通常为玻璃的透明板上沉积掺杂氟的二氧化锡(SnO

通常，用于DSPC的薄膜由单一金属氧化物(通常为二氧化钛)构成，除了纳米颗粒之外，所述金属氧化物还可以更大的200 nm至400 nm尺度的颗粒的形式或作为由钛醇盐溶液原位形成的分散的纳米颗粒使用。在一个实施方案中，本申请公开了使用氧化钛以及其他金属氧化物的多种形态，其提供比单一金属氧化物体系更高的效率。可采用的另外金属氧化物包括但不限于α氧化铝、γ氧化铝、热解法二氧化硅、二氧化硅、硅藻土、钛酸铝、羟基磷灰石、磷酸钙和钛酸铁；以及其混合物。这些材料可以与传统的氧化钛薄膜或与薄膜染料敏化的光伏电池系统结合使用。

在操作中，染料吸收阳光，这导致染料分子被激发并将电子传输到二氧化钛中。二氧化钛接受赋能电子，所述赋能电子移动到第一TCO电极。同时，第二TCO电极用作反电极，其使用氧化还原对(例如碘化物-三碘化物(I

Hattori和同事(Hattori, S.等，(2005) "Blue copper model complexes withdistorted tetragonal geometry acting as effective electron-transfer mediatorsin dye-sensitized photovoltaic cells.

通常，铂、石墨烯或聚(3,4-亚乙基二氧噻吩) (“PEDOT”)用于染料敏化的光伏电池中。铂通过六氯铂酸在超过400℃的温度下热解分解或通过溅射沉积。PEDOT通常通过3,4-亚乙基二氧噻吩(“EDOT”)的电化学聚合而沉积，由于用作正极材料的高电阻基底而产生均匀性问题。石墨烯材料通常通过旋涂从含有石墨烯材料的溶液或悬浮液中沉积。尽管石墨烯材料比PEDOT和铂性能更好，但难以将石墨烯结合到基底上，这常常引起分层问题。此外，由于石墨烯分子之间不存在内聚力，因此旋涂沉积通常导致不均匀的膜。PEDOT的电化学沉积对于较小的装置可为足够的，但不适合较大的装置。当由于欧姆损耗(聚合动力学取决于给定时间内的电流)导致的在长度上的电流下降而使基底尺寸增加时，出现均匀性问题。这不是R2R制造的理想方法。可从商业来源获得的化学聚合PEDOT/PSS溶液通常用于电子装置应用。这种材料是高度水溶性的；结果，使用这种溶液生产的装置遭受降低的使用寿命，这是由于从正极解离，并且还由于使装置上的透明导电电极降解的酸性。

发明内容

本文提供可印刷的、非腐蚀性的、无孔空穴阻挡层制剂，其改进染料敏化的光伏电池在1太阳和室内光(1 sun and indoor light)照射条件下的性能。在电极(负极)和纳米多孔TiO

本文还提供用于染料敏化的光伏电池的高度稳定的电解质制剂。这些电解质采用高沸点溶剂，并且与使用低沸点腈溶剂(例如乙腈)的现有技术乙腈基电解质相比，提供出乎意料的优异结果。这些电解质制剂对于制造稳定的室内集光光伏电池是关键的。这些光伏电池的性能超过了先前在室内光暴露(50 lux至5000 lux)下的最佳光伏电池(砷化镓基)的性能。

本文还提供用于沉积用于基于氧化还原电解质的染料敏化的光伏电池的薄复合催化层的可化学聚合的制剂。所述制剂允许在正极上R2R印刷(包括涂覆、快速化学聚合、用甲醇冲洗催化材料)复合催化剂层。原位化学聚合过程形成非常均匀的薄膜，这对于从串联连接的光伏模块中的每个电池获得均匀的性能是必要的。

附图说明

图1是示出如本文所述的染料敏化的光伏电池的一般架构的示意图。

具体实施方式

定义

除非本文另有特别说明，否则所用术语的定义是有机化学领域中使用的标准定义。在附图和图式中示出示例性实施方案、方面和变化，并且意图是本文公开的实施方案、方面和变化以及附图和图式应被认为是说明性的而非限制性的。

尽管本文中显示并描述了特定实施方案，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，这样的实施方案仅作为实例提供。本领域技术人员现在将想到许多变化、改变和取代。应该理解的是，可以在实施本文所述的方法时采用本文所述的实施方案的各种替代方案。旨在所附权利要求书限定本发明的范围，并且由此覆盖这些权利要求的范围内的方法和结构及其等效物。

除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语均具有与本领域的技术人员通常所理解相同的含义。本文中提及的所有专利和出版物均以引用的方式并入。

除非上下文另外明确规定，否则在本说明书和权利要求书中所使用的单数形式“一个/种”和“所述”包括多个/种指代物。

本文使用的缩写和首字母缩写词：

ACN-乙腈

DSPC-染料敏化的光伏电池

DI-去离子的

EDOT-3,4-亚乙基二氧噻吩

FF-填充因子

FTO-掺杂氟的氧化锡

GBL-γ-丁内酯

J

MPN-3-甲氧基丙腈

PEDOT-聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)

PEN-聚萘二甲酸乙二醇酯

PET-聚对苯二甲酸乙二醇酯

PSS-聚(4-苯乙烯磺酸)

SDS-十二烷基硫酸钠

TBHFP-四正丁基铵六氟磷酸盐

V

VOC-挥发性有机化合物。

“石墨烯”是由以六角形晶格排列的单层碳原子组成的碳的同素异形体。

光伏电池中的“空穴阻挡”层是设置在正极和负极之间的无孔层，其减少和/或抑制电子从电解质向负极的反向转移。

本文所述的染料敏化的光伏电池包括：

- 正极；

- 电解质；

- 多孔的染料敏化的二氧化钛膜；和

- 负极。

本文还提供染料敏化的光伏电池，其包括插入负极和染料敏化的二氧化钛膜之间的无孔空穴阻挡层。无孔“空穴阻挡”层可包含有机钛化合物，例如钛醇盐。有机钛化合物可为聚合物，例如聚合钛醇盐。示例性聚合钛醇盐是聚(钛酸正丁酯)。无孔或致密空穴阻挡层还可包含氧化物形式的钛，例如致密锐钛矿或金红石膜。空穴阻挡层的厚度可为约20 nm至约100 nm。

负极可包括透明导电氧化物(TCO)涂覆的玻璃、TCO涂覆的透明塑料基底或薄金属箔。示例性透明导电氧化物包括掺杂氟的氧化锡、掺杂铟的氧化锡和掺杂铝的氧化锡。示例性透明塑料基底可包含PET或PEN。

本文还提供制备如上所述的染料敏化的光伏电池的方法，其包括在负极上施加无孔阻挡层的步骤。可以使用本领域已知的技术，例如凹版涂覆、丝网涂覆、狭缝涂覆、旋涂或刮涂，将无孔阻挡层施加到负极上。

本文所述的染料敏化的光伏电池包含电解质。在一些实施方案中，电解质可包含氧化还原对。在一些实施方案中，氧化还原c对包含有机铜(I)盐和有机铜(II)盐。合适的有机铜盐包括铜络合物，所述铜络合物包含具有平衡离子的二齿和多齿有机配体。合适的二齿有机配体包括但不限于6,6’-二烷基-2,2’-联吡啶；4,4’,6,6’-四烷基-2,2’-联吡啶；2,9-二烷基-1,10-菲咯啉；1,10-菲咯啉；和2,2’-联吡啶。合适的平衡离子包括但不限于双(三氟磺酰)亚胺、六氟磷酸根和四氟硼酸根。有机铜(I)盐与有机铜(II)盐的比率可为约4:1至约12:1。或者，有机铜(i)盐与有机铜(II)盐的比率可为约6:1至约10:1。

氧化还原对可包含具有多于一个配体的铜络合物。例如，氧化还原对可包含与6,6’-二烷基-2,2’-联吡啶的铜(I)络合物和具有二齿有机配体的铜(II)络合物，所述二齿有机配体选自6,6’-二烷基-2,2’-联吡啶；4,4’,6,6’-四烷基-2,2’-联吡啶；2,9-二烷基-1,10-菲咯啉；1,10-菲咯啉；和2,2’-联吡啶。或者，氧化还原对可包含与2,9-二烷基-1,10-菲咯啉的铜(I)络合物和具有二齿有机配体的铜(II)络合物，所述二齿有机配体选自6,6’-二烷基-2,2’-联吡啶；4,4’,6,6’-四烷基-2,2’-联吡啶；2,9-二烷基-1,10-菲咯啉；1,10-菲咯啉；和2,2’-联吡啶。

本文所述的染料敏化的光伏电池包括电解质，所述电解质可包含两种或更多种溶剂。合适的溶剂包括但不限于环丁砜、二烷基砜、烷氧基丙腈、环状碳酸酯、非环状碳酸酯、环状内酯、非环状内酯、低粘度离子液体和这些溶剂的二元/三元/四元混合物。在一个示例性实施方案中，电解质包含至少50%的环丁砜或二烷基砜。或者，电解质可包含至多约50%的3-烷氧基丙腈、环状和非环状内酯、环状和非环状碳酸酯、低粘度离子液体或其二元/三元/四元混合物。电解质也可包含至多约0.6 M N-甲基苯并咪唑和至多约0.2 M双(三氟磺酰)亚胺锂作为添加剂。

在一些实施方案中，本文所述的染料敏化的光伏电池还包含设置在正极上的正极催化剂。合适的正极催化剂可包含2D导体和电子传导聚合物的混合物。“2D导体”是具有原子尺度厚度的分子半导体。示例性2D导体包括石墨烯、过渡金属二硫属化物(例如二硫化钼或二硒化钼)或六方氮化硼。为了在本文描述的正极催化剂中使用，石墨烯可包含分子层或纳米/微米晶体。石墨烯可衍生自还原的氧化石墨烯。合适的导电聚合物包括但不限于聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺及其衍生物。用于本文所述的光伏电池的示例性聚噻吩是PEDOT。

在一个替代实施方案中，本申请提供染料敏化的光伏电池，其包括正极；电解质；多孔的染料敏化的二氧化钛膜层；负极；和插入所述负极和所述染料敏化的二氧化钛膜层之间的无孔空穴阻挡层；其中所述电解质包含氧化还原对，所述氧化还原对包含有机铜(I)盐和有机铜(II)盐，并且其中有机铜(I)盐与有机铜(II)盐的比率为约4:1至约12:1。

在另一个替代实施方案中，本申请提供染料敏化的光伏电池，其包括正极；电解质；多孔的染料敏化的二氧化钛膜层；负极；和插入所述负极和所述染料敏化的二氧化钛膜层之间的无孔空穴阻挡层；其中所述电解质包含两种或更多种溶剂，所述溶剂选自环丁砜、二烷基砜、烷氧基丙腈、环状碳酸酯、非环状碳酸酯、环状内酯、非环状内酯、低粘度离子液体和这些溶剂的二元/三元/四元混合物。

在另一个替代实施方案中，本申请提供染料敏化的光伏电池，其包括正极；设置在所述正极上的正极催化剂，其中所述正极催化剂包含2D导体和电子传导聚合物；电解质；多孔的染料敏化的二氧化钛膜层；负极；和插入所述负极和所述染料敏化的二氧化钛膜层之间的无孔空穴阻挡层。

在另一个替代实施方案中，本申请提供染料敏化的光伏电池，其包括正极；电解质；多孔的染料敏化的二氧化钛膜层；和负极；其中所述电解质包含氧化还原对，所述氧化还原对包含有机铜(I)盐和有机铜(II)盐，并且其中有机铜(I)盐与有机铜(II)盐的比率为约4:1至约12:1；并且其中所述电解质包含两种或更多种溶剂，所述溶剂选自环丁砜、二烷基砜、烷氧基丙腈、环状碳酸酯、非环状碳酸酯、环状内酯、非环状内酯、低粘度离子液体和这些溶剂的二元/三元/四元混合物。

在另一个替代实施方案中，本申请提供染料敏化的光伏电池，其包括正极；设置在所述正极上的正极催化剂，其中所述正极催化剂包含2D导体和电子传导聚合物；电解质；多孔的染料敏化的二氧化钛膜层；和负极；其中所述电解质包含氧化还原对，所述氧化还原对包含有机铜(I)盐和有机铜(II)盐，并且其中有机铜(I)盐与有机铜(II)盐的比率为约4:1至约12:1。

在另一个替代实施方案中，本申请提供染料敏化的光伏电池，其包括正极；设置在所述正极上的正极催化剂，其中所述正极催化剂包含2D导体和电子传导聚合物；电解质；多孔的染料敏化的二氧化钛膜层；和负极；其中所述电解质包含两种或更多种溶剂，所述溶剂选自环丁砜、二烷基砜、烷氧基丙腈、环状碳酸酯、非环状碳酸酯、环状内酯、非环状内酯、低粘度离子液体和这些溶剂的二元/三元/四元混合物。

在另一个替代实施方案中，本申请提供染料敏化的光伏电池，其包括正极；电解质；多孔的染料敏化的二氧化钛膜层；负极；和插入所述负极和所述染料敏化的二氧化钛膜层之间的无孔空穴阻挡层；其中所述电解质包含氧化还原对，所述氧化还原对包含有机铜(I)盐和有机铜(II)盐，并且其中有机铜(I)盐与有机铜(II)盐的比率为约4:1至约12:1；并且其中所述电解质包括两种或多种溶剂，所述溶剂选自环丁砜、二烷基砜、烷氧基丙腈、环状碳酸酯、非环状碳酸酯、环状内酯、非环状内酯、低粘度离子液体和这些溶剂的二元/三元/四元混合物。

在另一个替代实施方案中，本申请提供染料敏化的光伏电池，其包括正极；设置在所述正极上的正极催化剂，其中所述正极催化剂包含2D导体和电子传导聚合物；电解质；多孔的染料敏化的二氧化钛膜层；负极；和插入所述负极和所述染料敏化的二氧化钛膜层之间的无孔空穴阻挡层；其中所述电解质包含氧化还原对，所述氧化还原对包含有机铜(I)和有机铜(II)盐，并且其中有机铜(I)盐与有机铜(II)盐的比率为约4:1至约12:1。

在另一个替代实施方案中，本申请提供染料敏化的光伏电池，其包括正极；设置在所述正极上的正极催化剂，其中所述正极催化剂包含2D导体和电子传导聚合物；电解质；多孔的染料敏化的二氧化钛膜层；负极；和插入所述负极和所述染料敏化的二氧化钛膜层之间的无孔空穴阻挡层；其中所述电解质包含两种或更多种溶剂，所述溶剂选自环丁砜、二烷基砜、烷氧基丙腈、环状碳酸酯、非环状碳酸酯、环状内酯、非环状内酯、低粘度离子液体和这些溶剂的二元/三元/四元混合物。

在另一个替代实施方案中，本申请提供染料敏化的光伏电池，其包括正极；设置在所述正极上的正极催化剂，其中所述正极催化剂包含2D导体和电子传导聚合物；电解质；多孔的染料敏化的二氧化钛膜层；和负极；其中，所述电解质包含氧化还原对，所述氧化还原对包含有机铜(I)盐和有机铜(II)盐，并且其中有机铜(I)盐与有机铜(II)盐的比率为约4:1至约12:1；其中所述电解质包含两种或更多种溶剂，所述溶剂选自环丁砜、二烷基砜、烷氧基丙腈、环状碳酸酯、非环状碳酸酯、环状内酯、非环状内酯、低粘度离子液体和这些溶剂的二元/三元/四元混合物。

在另一个替代实施方案中，本申请提供染料敏化的光伏电池，其包括正极；设置在所述正极上的正极催化剂，其中所述正极催化剂包含2D导体和电子传导聚合物；电解质；多孔的染料敏化的二氧化钛膜层；负极；和插入所述负极和所述染料敏化的二氧化钛膜层之间的无孔空穴阻挡层；其中所述电解质包含氧化还原对，所述氧化还原对包含有机铜(I)和有机铜(II)盐，并且其中有机铜(I)盐与有机铜(II)盐的比率为约4:1至约12:1；其中所述电解质包含两种或更多种溶剂，所述溶剂选自环丁砜、二烷基砜、烷氧基丙腈、环状碳酸酯、非环状碳酸酯、环状内酯、非环状内酯、低粘度离子液体和这些溶剂的二元/三元/四元混合物。

本文还提供制造权利要求所述的光伏电池的方法，其包括在正极上由单体EDOT聚合得到PEDOT的步骤。PEDOT可通过化学聚合或电化学聚合在正极上聚合。PEDOT可使用甲苯磺酸铁或氯化铁作为催化剂在正极上聚合。EDOT与氯化铁的比率可为约1:3至约1:4。在一个实施方案中，在化学聚合之前将EDOT与石墨烯混合。EDOT/石墨烯/铁催化剂可使用旋涂、凹版涂覆、刮涂或狭缝涂覆技术从正丁醇沉积在正极上，并允许在基底上聚合。

本文还提供在染料敏化的光伏电池的正极上形成复合催化层的方法，其包括形成具有一种或多种导电聚合物的复合石墨烯材料的步骤。合适的导电聚合物包括但不限于聚噻吩、聚吡咯和聚苯胺。石墨烯与导电聚合物的比率可为约0.5:10至约2:10。用于所述方法的合适的聚噻吩是PEDOT。在所述方法的一个替代实施方案中，聚合物和石墨烯在沉积到正极上之前聚合。复合材料可通过以下步骤形成：在电极上沉积石墨烯以形成石墨烯层；和将聚合物电沉积在石墨烯层上。

实施例

实施例1-阻挡层

使用在正丁醇中的0.1%至1% Tyzor

在AM 1.5条件下在97 mW/cm

实施例2-阻挡层

使用在正丁醇中的0.1%至1% Tyzor

在AM 1.5条件下在97 mW/cm

实施例3-阻挡层

通过在70℃下在40 mM TiCl

在AM 1.5条件下在97 mW/cm

实施例4-阻挡层

通过旋涂或刮涂技术，由在正丁醇中的0.1%至1% Tyzor

在3个光级的室内光照射条件下测量制造的电池的光伏性能。使用开路电压(V

实施例5-阻挡层

通过旋涂或刮涂技术，由在正丁醇中的0.1%至1% Tyzor

在3个光级的室内光照射条件下测量制造的电池的光伏性能。使用开路电压(V

实施例6-溶剂对具有D35染料的基于铜氧化还原的DSPC的室内光性能的影响

将FTO涂覆的玻璃切成2 cm×2 cm尺寸，并通过连续用1% Triton

实施例7-氧化还原对对基于铜氧化还原的DSPC的室内光性能的影响

将FTO涂覆的玻璃切成2 cm×2 cm尺寸，并通过连续用1% Triton

实施例8-溶剂对具有BOD4染料的基于铜氧化还原的DSPC的室内光性能的影响

将FTO涂覆的玻璃切成2 cm×2 cm尺寸，并通过连续用1% Triton

实施例9-溶剂/溶剂混合物对具有80% D13和20% XY1b染料混合物的基于铜氧化还原的DSPC的室内光性能的影响

将FTO涂覆的玻璃切成2 cm×2 cm尺寸，并通过连续用1% Triton

实施例10.GBL/环丁砜基铜氧化还原电解质中的溶剂比对具有80% D13和20%XY1b染料混合物的DSPC的室内光性能的影响

将FTO涂覆的玻璃切成2 cm×2 cm尺寸，并通过连续用1% Triton

实施例11.溶剂混合物对具有各种染料和染料混合物的基于铜氧化还原的DSPC的室内光性能的影响

将FTO涂覆的玻璃切成2 cm×2 cm尺寸，并通过连续用1% Triton

实施例12.混合氧化还原对对基于铜氧化还原的DSPC的室内光性能的影响

将FTO涂覆的玻璃切成2 cm×2 cm尺寸，并通过连续用1% Triton

1. 250 mM双(6,6’-二甲基-2,2’-联吡啶)铜(I)双(三氟磺酰)亚胺、50 mM双(6,6’-二甲基-2,2’-联吡啶)铜(II)双(三氟磺酰)亚胺、100 mM双(三氟磺酰)亚胺锂和0.5 M4-(叔丁基)吡啶；

2. 250 mM双(6,6’-二甲基-2,2’-联吡啶)铜(I)双(三氟磺酰)亚胺、50 mM双(2,9-二甲基-1,10-菲咯啉)铜(II)双(三氟磺酰)亚胺、100 mM双(三氟磺酰)亚胺锂和0.5 M4-(叔丁基)吡啶；

3. 250 mM双(2,9-二甲基-1,10-菲咯啉)铜(I)双(三氟磺酰)亚胺、50 mM双(6,6’-二甲基-2,2’-联吡啶)铜(II)双(三氟磺酰)亚胺、100 mM双(三氟磺酰)亚胺锂和0.5 M4-(叔丁基)吡啶；或

4. 250 mM双(2,9-二甲基-1,10-菲咯啉)铜(I)双(三氟磺酰)亚胺、50 mM双(2,9-二甲基-1,10-菲咯啉)铜(II)双(三氟磺酰)亚胺、100 mM双(三氟磺酰)亚胺锂和0.5 M 4-(叔丁基)吡啶。

使用热封方法，使用Meltonix/玻璃盖密封针孔。将导电银漆施加在负极和正极的接触区域上并干燥以形成电接触。在室内光暴露条件(740 lux)下测量制造的电池的性能，并且将光伏特性汇总在表12A和表12B中。

实施例13.

将掺杂氟的氧化锡(FTO)涂覆的玻璃切成2 cm×2 cm尺寸，并通过连续用1%Triton

通过将0.04 g EDOT (3,4-二氧亚乙基噻吩)溶解在2 mL正丁醇中制备溶液1。通过将1 g 40%甲苯磺酸铁溶液溶解在正丁醇(在0.6 g BuOH中0.4 g Fe盐)、在0.5 ml BuOH中的0.033 g 37% HCl制备溶液2。将溶液2溶液与各种量的石墨烯(例如0%、5%和10% (相对于EDOT单体的重量))混合。

将溶液1和溶液2 (具有各种量的石墨烯)充分混合，并旋涂在清洁的氟-氧化锡涂覆的玻璃基底上(基底通过1% Triton

使用60 μm厚的热熔密封膜(Meltonix 1170-60PF，得自Solaronix,Switzerland)窗通过在125℃下热压45秒将制备的正极与染料敏化的负极夹在一起。在正极上使用针孔将由在乙腈中的200 mM双(6,6’-二甲基-2,2’-联吡啶)铜(I)双(三氟磺酰)亚胺、50 mM双(6,6’-二甲基-2,2’-联吡啶)铜(II)双(三氟磺酰)亚胺、100 mM双(三氟磺酰)亚胺锂和0.5 M 4-(叔丁基)吡啶组成的铜氧化还原电解质溶液注入负极和正极之间。使用热封方法，使用Meltonix/玻璃盖密封针孔。将导电银漆施加在负极和正极的接触区域上并干燥以形成电接触。对于每种正极催化材料制造两个电池。使用含有电化学聚合的PEDOT的正极和含有热解沉积的铂的正极作为外部对照。

在AM 1.5条件下在97 mW/cm

实施例14.具有石墨烯的电聚合PEDOT

将掺杂氟的氧化锡(FTO)涂覆的玻璃切成2 cm×2 cm尺寸，并通过连续用1%Triton

将872 mg四正丁基铵六氟磷酸盐(TBHFP)溶解在2.25 mL乙腈(ACN)中，然后添加240 μL 3,4-亚乙基二氧噻吩(EDOT)。将所得溶液添加到225 mL十二烷基硫酸钠水溶液中，并将所得悬浮液超声处理1小时，得到澄清乳液。

将所得乳液用于在恒电流(恒定电流)模式下电沉积PEDOT。电流设定为200 μA，时间设定为150秒。工作电极为2 cm×2 cm FTO涂覆的玻璃载片；反电极为2 cm×2.5 cm FTO涂覆的玻璃载片。将两个电极部分地浸没在EDOT溶液中，FTO涂覆侧彼此面对，电极之间的距离为2 cm。用异丙醇冲洗PEDOT涂覆的载片，允许在环境条件下干燥，并在ACN下储存。

EDOT乳液也与各种量的石墨烯一起制备(至EDOT浓度)并用于PEDOT/石墨烯复合催化剂的电沉积。还将PEDOT电沉积在含有预沉积的石墨烯的电极上。

使用60 μm厚的热熔密封膜(Meltonix 1170-60PF，得自Solaronix,Switzerland)窗通过在125℃下热压45秒将制备的正极与染料敏化的负极夹在一起。在正极上使用针孔将由在环丁砜中的250 mM双(6,6’-二甲基-2,2’-联吡啶)铜(I)双(三氟磺酰)亚胺、50 mM双(6,6’-二甲基-2,2’-联吡啶)铜(II)双(三氟磺酰)亚胺、100 mM双(三氟磺酰)亚胺锂和0.5 M 4-(叔丁基)吡啶组成的铜氧化还原电解质溶液注入负极和正极之间。使用热封方法，使用Meltonix/玻璃盖密封针孔。将导电银漆施加在负极和正极的接触区域上并干燥以形成电接触。对于每种正极催化材料制造两个电池。使用含有电化学聚合的PEDOT的正极和含有热解沉积的铂的正极作为外部对照。

在740 lux的室内光照射条件下测量制造的电池的性能。使用开路电压(V

商业染料结构(

XY1b