[发明专利]一种双面进光染料敏化太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种双面进光染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述双面进光染料敏化太阳能电池包括依次层叠的透明导电基底A、光阳极敏化层、电解质层、对电极层及透明导电基底B；所述对电极层由黑磷量子点或二维层状黑磷修饰的透明导电聚合物对电极组成，包括以下操作步骤：

(1)选择一块FTO导电玻璃作为透明导电基底A，然后在所述透明导电基底A上制备光阳极敏化层；

(2)在所述光阳极敏化层上制备电解质层；

(3)选择一块FTO导电玻璃作为透明导电基底B，再在所述透明导电基底B的表面制备透明聚合物对电极层，再将含有透明聚合物对电极层的透明导电基底B浸泡于黑磷量子点或二维层状黑磷溶液中一段时间后干燥，即在透明聚合物对电极层的表面形成一层黑磷量子点或二维层状黑磷修饰层，再将透明聚合物对电极层盖在所述步骤(2)制备的电解质层上，经干燥后即得到所述双面进光染料敏化太阳能电池。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)的具体操作步骤如下：以0.2-1.5mol/L的盐酸作为溶剂制备苯胺单体溶液，使得苯胺单体溶液的浓度为0.2-0.6mol/L，然后加入空间稳定剂聚吡咯烷酮，聚吡咯烷酮的质量占单体溶液质量的2.0wt％-5.0wt％；再将清洗干净的透明导电基底B浸入上述溶液中，再加入氧化剂过硫酸铵，在-5-5℃下反应20-60min，得到含有透明聚苯胺薄膜对电极层的透明导电基底B，其中过硫酸铵和苯胺单体的摩尔比为(0.2-3)：1；最后将清洗干净并干燥的含有透明聚苯胺薄膜对电极层的透明导电基底B放入黑磷量子点或二维层状黑磷溶液中浸泡1-8h，即在透明聚苯胺薄膜对电极层的表面形成一层黑磷量子点或二维层状黑磷修饰层。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，制备光阳极敏化层的具体过程为：使用旋转涂膜方法，将TiO₂浆料旋涂于清洗干净的FTO导电玻璃表面，使之形成均匀平整薄膜，然后置于马弗炉中经400℃～450℃的温度焙烧30～60min，再将其浸泡在N719敏化剂中10-36h，即形成TiO₂光阳极敏化层。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，制备电解质层具体过程为：按质量比为(0.2-1.0):(10-30)将琼脂糖溶解于N-甲基吡咯烷酮中，在60-100℃水浴中持续搅拌2-8h形成溶胶；然后将氧化还原电对LiI/I₂加入所述溶胶中，持续搅拌2-8h，得到均匀分散的聚合物电解质凝胶，再加入Co₃O₄磁性纳米颗粒进行搅拌直至混合均匀得到琼脂糖基电解质；最后将所得的琼脂糖基电解质滴加在步骤(1)制备的光阳极敏化层上，70-90℃下烘烤至形成粘稠状电解质层。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，氧化还原电对中LiI与I₂摩尔比为(5:1)-(15:1)，氧化还原电对加入量为琼脂糖质量的10wt％-40wt％；Co₃O₄的加入量为琼脂糖质量的1wt％-5wt％。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述透明导电聚合物对电极层为多孔聚苯胺薄膜对电极层。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述透明导电基底A和透明导电基底B均为FTO导电玻璃；所述光阳极敏化层材料选用TiO₂。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述电解质层为琼脂糖基聚合物电解质层。