[发明专利]一种染料敏化太阳能电池结构及其制备方法

权利要求书

1.一种染料敏化太阳能电池结构，该结构是在DSSC的光阳极上制备大小颗粒双层纳米晶TiO₂薄膜；其特征在于：以纯锐钛矿相TiO₂纳米小颗粒膜为底层，以大颗粒膜为散射层，在DSSC光阳极背面的对电极置放一层镀银反光膜；即通过TiO₂双层纳晶薄膜电极与背板反射共构的方式形成染料敏化太阳能电池结构。

2.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池结构，其特征在于：所述大小颗粒双层纳米晶TiO₂薄膜，指粒径为16nm-20nm的TiO₂作为底层，在其上再增加一层粒径在160nm-200nm的TiO₂薄膜作为散射层。

3.一种染料敏化太阳能电池结构的制备方法，是通过下述步骤是实现的：

（1）制备双层TiO₂纳晶薄膜

平均粒径为16-20nm底层TiO₂纳晶薄膜的制备

采用丝网印刷制膜：按重量份额取6g P25粉体置于研钵研磨，逐滴加入乙酸1ml,去离子水5ml和乙醇30ml,充分研磨后将胶体移至烧杯，依次加入20ml松油醇和乙基纤维素，交替搅拌和超声分散3次，再用旋转蒸发仪在45℃下除去胶体中的乙醇，最后将胶体移至研钵充分研磨；将200目丝网清洗晾干，用丝网印刷胶体在导电玻璃FTO上印刷一层湿膜，静置3min，在125℃干胶机上干胶，重复印刷和干胶过程，达到所需膜厚；干胶后移至马弗炉烧结，先加热至325℃，恒温5min，继续加热至375℃，恒温5min，再加热至450℃，恒温15min，最后加热至500℃，保温30min；

平均粒径为160-200nm散射层TiO₂多孔薄膜的制备

大粒径散射层采用平均粒径为160-200nm的TiO₂粉体，除丝网采用200目外，其制备过程和印刷方法同底层TiO₂纳晶薄膜的相同；

（2）加装镀银反光膜及染料敏化太阳能电池的组装

用丝网印刷方法制备的大小颗粒双层纳米晶TiO₂薄膜印制在导电玻璃上，浸泡N719染料后，以染料敏化后的纳晶薄膜电极为光阳极，涂铂的透明导电玻璃为对电极；将DSSC的光阳极与对电极固定，在其间隙中滴入电解质溶液，获得优化的TiO₂大小粒径双层薄膜的膜厚；再在背板导电玻璃后贴一层镀银反光膜,封装后即得DSSC。

4.根据权利要求3所述的一种染料敏化太阳能电池结构的制备方法，其特征在于：所述优化的TiO₂大小粒径双层薄膜的膜厚，大小粒径总膜厚为12.5μm，大粒径薄膜层厚度在1.5-2.0μm。