[发明专利]染料敏化太阳能电池的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池的制造工艺，具体涉及一种染料敏化太阳能电池的制备方法。

背景技术

传统的DSSCs的光阳极普遍采用纳米TiO₂。多孔薄膜，纳米Ti0₂多孔薄膜虽然能充分吸附染料，但存在大量晶界，导致光生电子在传输过程中受到颗粒表面缺陷态能级的俘获和热释放的影响，使电子扩散系数小，复合率增加，制约了DSSCs电池光电转换效率的提高。目前证明一维的纳米结构有利于促进电子输运，因为一维纳米结构能提供直接的光生电子的通路，提高电子的扩散长度，减少电子的复合，增加电子寿命，进而提高光电转化的效率。因此人们正致力于用Ti0₂纳米管阵列、纳米棒阵列、纳米线阵列来发展染料敏化太阳能电池。

发明内容                                            

本发明旨在提出一种染料敏化太阳能电池的制备方法。

本发明的技术方案在于：

一种染料敏化太阳能电池的制备方法，采用如下步骤：

步骤1： TiO₂复合薄膜的制备：

（1）将1g TiO₂纳米粉体与30mL浓度为10mol/L的NaOH水溶液混合后，电磁搅拌15min后，得到白色悬浊液，移放到100mL的高压反应釜中；

（2）把反应釜放到恒温箱中180℃保温24h；

（3）自然冷却到室温，将白色沉淀物用去离子水反复清洗，再用0.5mol/L的HCI酸洗至pH值等于7；

（4）超声分散，最后将产物在80℃烘干，；

（5）经450°C热处理30min，得到TiO₂复合薄膜；

步骤2：把制备好的TiO₂复合薄膜放人马弗炉中450℃烧结30min，然后降温到80℃左右取出，立即放入5.0×10^-4mol／L N719无水乙醇溶液中浸泡24h；

步骤3：取出后用乙醇洗去表面残留的染料，晾干，避光保存；

步骤4：浸泡好染料的复合薄膜作为光阳极，镀有Pt薄膜的FT0玻璃为对电极，KI/Iz的溶液为电解液，组装电池。

优选地，所述电解液为0.5mol/LKI+0.05mol/L,I₂；溶剂：乙腈(体积分数：80)+异丙醇。

更优选地，所述乙腈的体积分数为80。

更优选地，所述异丙醇体积分数为20。

本发明的技术效果在于：

本发明复合光阳极中随着TiO₂纳米线添加量的增加，电池的短路电流密度和能量转换效率显著提高，而开路电压和填充因子基本保持不变。  复合光阳极中随着纳米线添加量的增加，电子的传输阻抗以及Ti02／染料／电解液界面的电荷转移阻抗显著减少，电子的寿命延长，从而使光电流显著提高。

具体实施方式

一种染料敏化太阳能电池的制备方法，采用如下步骤：

步骤1： TiO₂复合薄膜的制备：

（1）将1g TiO₂纳米粉体与30mL浓度为10mol/L的NaOH水溶液混合后，电磁搅拌15min后，得到白色悬浊液，移放到100mL的高压反应釜中；

（2）把反应釜放到恒温箱中180℃保温24h；

（3）自然冷却到室温，将白色沉淀物用去离子水反复清洗，再用0.5mol/L的HCI酸洗至pH值等于7；

（4）超声分散，最后将产物在80℃烘干，；

（5）经450°C热处理30min，得到TiO₂复合薄膜；

步骤2：把制备好的TiO₂复合薄膜放人马弗炉中450℃烧结30min，然后降温到80℃左右取出，立即放入5.0×10^-4mol／L N719无水乙醇溶液中浸泡24h；

步骤3：取出后用乙醇洗去表面残留的染料，晾干，避光保存；

步骤4：浸泡好染料的复合薄膜作为光阳极，镀有Pt薄膜的FT0玻璃为对电极，KI/Iz的溶液为电解液，组装电池。

其中，所述电解液为0.5mol/LKI+0.05mol/L,I₂；溶剂：乙腈(体积分数：80)+异丙醇。乙腈的体积分数为80。异丙醇体积分数为20。