[发明专利]一种染料敏化电池光阳极制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，具体涉及一种染料敏化电池光阳极制备方法。

背景技术

在染料敏化太阳能电池领域，制备光阳极的材料，除了目前成熟的P25粉体，大部分采用自制的粉体，相比已经商品化的P25粉体，自制的粉体制备过程要繁琐、复杂一些。

如果考虑到后期的产业化问题，同时兼顾转化效率方面，那么就不仅要要求自制的粉体制备过程简单，而且还要考虑所用设备的成本。

在保证电池转化效率的基础上，尽量降低制备成本，使制备过程简单化。这样不仅能制备出高效率的电池，而且成本不会太高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种染料敏化电池光阳极制备方法，使用钛醇盐作为前躯体，水热法来提取二氧化钛粉体，然后用研磨的方法制备光阳极浆料。该种方法制备的二氧化钛粉体比表面大约在100m2/g左右，大约相当于目前成熟P25粉体的2倍(商品化P25粉体大约在50m2/g左右)。

具体技术方案如下：

一种染料敏化电池光阳极制备方法，采用如下步骤：

(1)提取二氧化钛粉体：采用钛醇盐作为前躯体，采用水热法进行提取；

(2)对二氧化钛粉体进行研磨使其分散均匀；

(3)得到染料敏化电池光阳极的光阳极浆料；

(4)将得到的光阳极浆料进行刮涂和烧结得到电池光阳极。

进一步地，步骤(1)中制备的二氧化钛粉体比表面大约在100m2/g左右。

进一步地，步骤(1)中进一步包括如下步骤：

(1-1)将钛醇盐与醋酸按照1∶1的摩尔比混合，搅拌10min～30min，使其充分反应；

(1-2)将(1-1)中生成产物加入到120～160ml的水中，搅拌30min～2h，使水解充分；

(1-3)将(1-2)中产物加入少量的硝酸，进行水浴，在70～90℃的环境中，反应40min～3h；

(1-4)将(1-3)中的生成物加入水热釜中进行水热反应10h～24h。

进一步地，步骤(2)中进一步包括如下步骤

(2-1)对步骤(1)反应的生成物进行离心，将离心后得到的粉体用研磨的方法使其分散均匀；

(2-2)研磨均匀后，按照2∶1∶7的比例分别加入乙基纤维素和松油醇，继续研磨，使其混分散均匀。

进一步地，步骤(4)中进一步为：将得到的光阳极浆料进行刮涂，在450℃的条件下烧结30min得到电池光阳极。

进一步地，所用的粘合剂乙基纤维素为200cPa.s。

进一步地，步骤(2)在研磨分散过程中用乙醇做分散剂。

进一步地，步骤(1)中进一步包括如下步骤：

1)将34g钛酸四丁酯与醋酸按照1∶1的摩尔比混合，搅拌20min，使其充分反应；

2)将1)中生成产物加入到145ml的水中，搅拌1h，使水解充分；

3)将2)中产物加入少量的硝酸，进行水浴，在80℃的环境中，反应80min；

4)将3)中的生成物加入到水热釜中，在200℃的条件下进行水热反应12h。

5)对反应的生成物进行离心，将离心后得到的粉体用研磨的方法使其分散均匀，使用乙醇做分散剂；

6)研磨均匀后，按照TiO2∶乙基纤维∶松油醇＝2∶1∶7的比例分别加入乙基纤维素和松油醇，继续研磨，使其混分散均匀。

与目前现有技术相比，本发明制备的二氧化钛粉体比表面大约在100m²/g左右，大约相当于目前成熟P25粉体的2倍(商品化P25粉体大约在50m²/g左右)用该种方法制备的二氧化钛粉体，粒径小，比表面积大，分散性好，烧结成光阳极时膜层光滑无裂纹，，较大的比表面积有利于吸附更多染料，畅通的网络结构更加有利于电子的传输，可以制备高效率的电池。

附图说明

图1为检测的I-V曲线图

具体实施方式

下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。

本发明的第一实施例为：

(1)将钛醇盐与醋酸按照1∶1的摩尔比混合，搅拌10min～30min，使其充分反应；

(2)将(1)中生成产物加入到120～160ml的水中，搅拌30min～2h，使水解充分；

(3)将(2)中产物加入少量的硝酸，进行水浴，在70～90℃的环境中，反应40min～3h；