[发明专利]用于染料太阳能电池的光子晶体结构薄膜电极的制备方法

权利要求书

1.一种用于染料太阳能电池的光子晶体结构薄膜电极的制备方法，所述的光子晶体结构薄膜电极以反蛋白石结构排列成的三维有序锐钛型二氧化钛孔作为染料太阳能电池电极，其薄膜材料的孔径在50nm～500nm，厚度在0.5～40μm之间，其特征在于，包括以下步骤：

第一步、将去离子水密封入圆底烧瓶，在氮气氛围下将微球制备剂和与表面活性剂混合均匀后注入圆底烧瓶中，再注入引发剂进行无皂乳液聚合反应，待反应结束后自然冷却至室温，制成胶体微球；

第二步、将胶体微球经水洗过滤后稀释为单分散胶体微球溶液，然后将单分散胶体微球溶液注入内置垂直FTO玻璃，即掺杂氟的SnO₂导电玻璃片基板的容器中进行干燥生长处理，制成光子晶体正模板；

第三步、将钛酸四正丁酯溶于无水乙醇中，高速搅拌下缓慢滴加二乙醇胺作为阻聚剂，制成前驱体胶液滴；然后在光子晶体正模板上覆盖一块洁净玻片，将前驱体胶液滴加于洁净玻片和FTO玻璃片基板的夹缝之间，制成薄膜粗坯；

第四步、将薄膜粗坯进行烧结处理，制成反模板二氧化钛薄膜，以用于染料太阳能电池电极；

第五步、将反模板二氧化钛薄膜浸入染料溶液中进行敏化处理，然后在反模板二氧化钛薄膜上依次覆盖一层双面胶和对电极并固定后用滴管将电解液渗入其中，制成用于染料太阳能电池的光子晶体结构薄膜电极。

2.根据权利要求1所述的用于染料太阳能电池的光子晶体结构薄膜电极的制备方法，其特征是，所述的微球制备剂为经减压蒸馏除去阻聚剂的单体苯乙烯、二氧化硅粒子或是α-甲基苯乙烯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸-1，2-二苯乙酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苯基环己酯、丙烯酸或甲基丙烯酸中的任意一种或其混合。

3.根据权利要求1所述的用于染料太阳能电池的光子晶体结构薄膜电极的制备方法，其特征是，所述的表面活性剂为甲基丙稀酸。

4.根据权利要求1所述的用于染料太阳能电池的光子晶体结构薄膜电极的制备方法，其特征是，所述的引发剂为过硫酸钾。

5.根据权利要求1所述的用于染料太阳能电池的光子晶体结构薄膜电极的制备方法，其特征是，所述的干燥生长处理是指：将容器静置于温度恒定为45±0.5℃，湿度为90％±2％的干燥箱中生长一周。

6.根据权利要求1所述的用于染料太阳能电池的光子晶体结构薄膜电极的制备方法，其特征是，所述的烧结处理是指：先采用马费炉升温至250摄氏度并保温1小时以上灼烧除去洁净玻片和FTO玻璃片基板之间的高分子胶体微球；然后再升温至450摄氏度并保温1小时以上进行致密化处理。

7.根据权利要求6所述的用于染料太阳能电池的光子晶体结构薄膜电极的制备方法，其特征是，所述的烧结处理中的升温速率为0.2℃/分钟～5℃/分钟。

8.根据权利要求1所述的用于染料太阳能电池的光子晶体结构薄膜电极的制备方法，其特征是，所述的染料溶液是指：

将钌配合物N3染料(RuL2(NCS)2L＝2，2′-bipyridine-4，4′-dicarboxylic acid)溶解在无水乙醇中，在40℃下搅拌12小时得到5x10^-4mol/L的染料溶液。

9.根据权利要求1所述的用于染料太阳能电池的光子晶体结构薄膜电极的制备方法，其特征是，所述的敏化处理是指：将反模板二氧化钛薄膜置于常温环境下避光静置一昼夜。

10.根据权利要求1所述的用于染料太阳能电池的光子晶体结构薄膜电极的制备方法，其特征是，所述的电解液是指：以丙烯碳酸酯作溶剂，KI和I₂为电解质，二者含量分别为0.5mol/L和0.05mol/L。