[发明专利]一种染料敏化太阳能电池铂电极的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于染料敏化太阳能电池的研究领域，具体涉及一种染料敏化太阳能电池铂电极的制备方法。

背景技术

1991年瑞士洛桑高等理工学院教授将纳米技术用到了染料敏化太阳能电池上，取得了显著的效果，染料敏化太阳能电池的研究因此也得到了国际上的广泛关注和重视。

染料敏化太阳能电池主要由纳米多孔半导体薄膜光阳极、染料敏化剂、电解质和对电极等几部分组成。由于对电极起着传输电子和光催化的作用，因此电极的电子传输速度和光催化效果对电池的光电转换效率的提高起着重要的作用。

目前染料敏化太阳能电池的对电极有的采用铂电极，有的则采用碳作为对电极。碳虽然成本低，但是在玻璃基底上的附着力和催化性远远不及铂电极，从而导致染料敏化太阳能电池的光电性能及长期稳定性都不及铂电极，因此铂电极的制备技术成为广泛研究的课题。目前铂电极的制备方法有热解法、电镀法、磁控溅射法等，其中以热解法制备成本低而且操作简便。但是随着大面积的染料敏化太阳能电池的研究需求，目前实验室采用的旋涂法或者滴加氯铂酸的异丙醇溶液在玻璃基底的方法都显示出较大的局限性。主要表现在旋涂法玻璃基片的尺寸很难加大，对设备的要求较高并且有严重的原料浪费现象；而滴加氯铂酸的异丙醇溶液在玻璃基底上则表现出显著的不均匀性，致使铂电极的面阻不均匀，从而影响到批次制备的电池性能的重复性较差。因此，高效大面积的铂电极的制备技术在大面积染料敏化太阳能电池的研究上显得尤为重要。

发明内容

针对现有技术存在的制备铂电极的面阻不均匀，批次性能重复性较差问题，本发明提供一种染料敏化太阳能电池铂电极的制备方法，包括如下步骤：

1)将大面积透明导电玻璃基底或者柔性基底依次在超声清洗机中用蒸馏水、分析纯无水乙醇或者分析纯丙酮浸泡清洗15分钟，晾干备用。

2)在60℃水浴加热搅拌下，将10-200g乙基纤维素按质量百分比1∶5～1∶9的比例缓慢加入松油醇液体中，混合搅拌2h，形成黏度为5.7～5.9Cp的有机载体；

3)将1.0g分析纯氯铂酸预先溶解于10g的松油醇液体中，然后加入到上述步骤2)的有机载体中，搅拌均匀，形成黏度为5.8～6.0Cp的氯铂酸浆料，氯铂酸浆料中氯铂酸的百分比范围为0.1％～1.0％；

4)丝网印刷：采用丝网印刷涂覆的工艺，使用250～400目丝网，将配置好的浆料均匀涂覆在清洗干净的大面积透明导电玻璃基底或者柔性基底上；

5)经过450℃烧结30min后，在导电玻璃的基底上或者柔性基底上形成均匀的大面积铂电极。

本发明的方法与传统的氯铂酸分解法和溅射法相比，Pt浆法制备的电极活性高，制作成本也低，是制备大面积Pt电极的较佳工艺。所制得的铂电极表面电阻均匀，染料敏化太阳能电池性能有明显改善，并且批次制备重复性较好。氯铂酸的分布均匀可以提高电子的传输速度，减小电子在对电极上的损失，从而提高电池的光电转换效率。丝网印刷技术的应用使铂电极的批次制备具有较好的重复性，保证大面积染料敏化太阳能电池铂电极的制备工艺的稳定性。

具体实施方式

实施例1：

根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池铂电极的制备方法，包括如下步骤：

1)将大面积透明导电玻璃基底依次在超声清洗机中用蒸馏水、分析纯无水乙醇或者分析纯丙酮浸泡清洗15分钟，晾干备用。

2)在60℃水浴加热搅拌下，将10g乙基纤维素按质量百分比1∶9的比例缓慢加松油醇液体中，混合搅拌2h，形成黏度为5.7Cp的有机载体；

3)将1.0g分析纯氯铂酸预先溶解于10g的松油醇液体中，然后加入到89g上述步骤2)的有机载体中，搅拌均匀，形成黏度为5.8Cp的氯铂酸浆料，氯铂酸浆料中氯铂酸的百分比范围为1.0％；

4)丝网印刷：采用丝网印刷涂覆的工艺，使用250目丝网，将配置好的浆料均匀涂覆在清洗干净的大面积透明导电玻璃基底上；

5)经过450℃烧结30min后，在导电玻璃的基底上形成均匀的大面积铂电极。

实施例2：

根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池铂电极的制备方法，包括如下步骤：

1)将大面积柔性基底依次在超声清洗机中用蒸馏水、分析纯无水乙醇或者分析纯丙酮浸泡清洗15分钟，晾干备用。

2)在60℃水浴加热搅拌下，将30g乙基纤维素按质量百分比1∶7的比例缓慢加入松油醇液体中，混合搅拌2h，形成黏度为5.8Cp的有机载体；