[发明专利]一种敏化太阳能电池用聚合物电解质的制备方法

权利要求书

1.一种敏化太阳能电池用聚合物电解质的制备方法，包括有序多孔聚合物薄膜的制备步骤1、聚合物电解质的制备步骤2、制备光阳极的步骤3、光阳极的敏化步骤4、制备对电极的步骤5和电池的组装步骤6，其特征在于：所述有序多孔聚合物薄膜的制备步骤为：首先利用单分散微球在基板上制备光子晶体薄膜：接着将聚合物前驱体溶液灌入上述薄膜的孔隙中，进行聚合；然后将聚合物中的微球去除，并将聚合物薄膜从基板上分离；所述聚合物电解质的制备步骤为：将步骤1)中制备的聚合物薄膜在电解液中浸泡，使其充分吸附电解液后即制成聚合物电解质；在聚合物电解质中形成有序多孔结构，即一种光子禁带结构，从而利用电解质来实现对特定波长范围内光的反射，提高敏化太阳能电池的性能。

2.如权利要求1所述的一种敏化太阳能电池用聚合物电解质的制备方法，其特征在于：所述步骤1中的利用单分散微球在基板上制备光子晶体薄膜指：a)将市售二氧化硅微球分散液离心纯化后得到微球再分散到市售分析纯乙醇中，调节其浓度为1wt％至10wt％；b)将清洁的市售玻璃载玻片斜插入到a)中制备的二氧化硅微球的乙醇分散液，并静置等待乙醇挥发后，即在玻璃基板上制得二氧化硅微球光子晶体薄膜。

3.如权利要求2所述的一种敏化太阳能电池用聚合物电解质的制备方法，其特征在于：所述二氧化硅微球粒径为100nm至600nm。

4.如权利要求1所述的一种敏化太阳能电池用聚合物电解质的制备方法，其特征在于：所述步骤1中的聚合物前驱体溶液为含有引发剂和聚合物单体的溶液，称之为溶液A；聚合物溶液，称之为溶液B；或同时包含引发剂、聚合物单体和聚合物的溶液，称之为溶液C；

所述溶液A指溶解引发剂偶氮二异丁腈AIBN的甲基丙烯酸缩水甘油酯，其中AIBN的用量为甲基丙烯酸缩水甘油酯质量的1％至10％；

所述溶液B指聚偏氟乙烯PVdF的丙酮溶液、偏氟乙烯－六氟丙烯共聚物PVdF-HFP的丙酮溶液或聚丙烯腈的二甲基甲酰胺溶液；其中聚合物的质量百分数为2％至10％；

所述溶液C指含丙烯酸AA、N,N-亚甲基双丙烯酰胺NMBA、明胶和过硫酸铵的水溶液，AA的质量百分数为20％至60％；其中NMBA为交联剂，与AA搭配使用，它的用量为AA质量的1％至10％；明胶与NMBA、AA搭配使用，它的用量为AA质量的10％；过硫酸铵为引发剂，用量为AA质量的1％至10％。

5.如权利要求1所述的一种敏化太阳能电池用聚合物电解质的制备方法，其特征在于：所述步骤1中聚合工艺是将含有聚合物单体的前驱体溶液灌注到含有二氧化硅微球光子晶体薄膜的玻璃基板之上，再将玻璃基板放入烘箱中，在50-80℃下反应1-5h，制得聚合物薄膜。

6.如权利要求1所述的一种敏化太阳能电池用聚合物电解质的制备方法，其特征在于：所述步骤1中薄膜与基板的分离、微球的除去是通过将覆盖薄膜的基板浸入HF水溶液中实现，HF水溶液的质量百分浓度为2-10％。

7.如权利要求1所述的一种敏化太阳能电池用聚合物电解质的制备方法，其特征在于：所述步骤2中的电解液应对所制备的聚合物薄膜无溶解作用；浸泡时间为6至48h。

8.如权利要求1所述的一种敏化太阳能电池用聚合物电解质的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中光阳极上的无机半导体的成分为TiO₂，无机半导体层的形态为颗粒或纳米棒；

TiO₂纳米颗粒大小为20nm至100nm；

TiO₂纳米颗粒层的厚度为5μm至20μm；

TiO₂纳米棒的长度和直径为3μm至12μm和0.2μm至1μm；TiO₂层的厚度就是TiO₂纳米棒的长度。

9.如权利要求1所述的一种敏化太阳能电池用聚合物电解质的制备方法，其特征在于：所述步骤4)中的敏化剂为染料N719，量子点Ag₂S或纳米金。

10.如权利要求1所述的一种敏化太阳能电池用聚合物电解质的制备方法，其特征在于制备对电极的步骤为：将H₂PtCl₆·3H₂O的异丙醇溶液涂覆到透明导电玻璃上，待溶剂挥发后放入马弗炉中450℃煅烧30min；所述对电极的涂覆方法为滴涂或旋涂；所述H₂PtCl₆·3H₂O异丙醇溶液的浓度为0.1wt％至1wt％。