[发明专利]一种染料敏化太阳能电池浆料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电化学技术领域，尤其涉及一种染料敏化太阳能电池浆料的制备方法。

背景技术

随着工业发展及人类活动的增加，人类对能源的消耗日趋增大，而地下非可再生的矿物能源日趋短缺，能源供需矛盾日益激化，能源问题已成为影响人类生存和发展的关键问题之一。不仅如此，由燃烧矿物能源产生的温室气体加快了全球变暖的步伐，使各种自然灾害频繁发生，因此开发利用新型的、环保的、可再生能源已是当务之急。太阳能电池可以直接将光能转化为电能，是一种可以有效利用太阳能的方式，也是重要的可再生清洁能源。

染料敏化太阳能电池，凭借其低成本、简捷的制备工艺条件和良好的环境相容性成为了太阳能电池领域的研究热点。二氧化钼因其较丰富的价态，较低的电阻率，较好的电化学活性等优点而得到了更多的关注。二氧化钼具有透明和高电导率的特点，在制造染料敏化太阳能电池等新一代太阳能扮演重要角色，是下一代太阳能电池制作的重要材料和组成部分。

石墨烯是一种新型的二维碳材料，具有耐高温、优良的化学稳定性以及独特的力、热、声、光、电特性，在能源领域被广泛应用，例如柔性光伏电池、染料敏化太阳能电池对电极以及染料电池氧化还原反映催化剂等。由于具有极大的比表面积和良好的电子导电性，石墨烯作为电极材料中导电添加剂，能够极大的改善电池的倍率性能。此外，用石墨烯纸代替传统的金属箔作为锂电池的集流体，可以明显提高电池的库伦效率，特别是在高倍率放电的情况下。

基于此，我们提出将石墨烯作为光电转化器，进一步提高二氧化钼在染料敏化太阳能电池中的放电性能，提高太阳能电池转化效率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种染料敏化太阳能电池浆料的制备方法。

本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种染料敏化太阳能电池浆料的制备方法，包括以下几个步骤：

步骤1：将浓度为1.0-2mol/L的乙二醇溶液和浓度为0.05-0.15mol/L的钼酸铵水溶液放入水热合成反应釜中，将水热合成反应釜置于加热器内，再将加热器温度设为180-220°C进行水热反应24-48小时，之后再进行抽滤、用去离子水和乙醇洗涤，在80°C下烘干，获得二氧化钼纳米颗粒；

步骤2：按重量份数称取石墨烯1-10份放于50-100份的蒸馏水中，加入步骤1所得二氧化钼纳米颗粒5-20份，置于超声分散装置中进行超声分散30-90min，再加入有机载体溶剂，磁力搅拌均匀，配制得浆料；

步骤3：在步骤2配制得浆料中加入固化剂5-10份，搅拌，然后加入高分子聚合物10-20份，磁力搅拌，得到固化浆料；

步骤4：将步骤3所得到的固化浆料升温至35-40℃，经旋转蒸发器蒸发或蒸馏塔蒸馏除尽酒精，再接着升温到55-70℃进行旋转蒸发调节浆料黏度至所需要求，即得到染料敏化太阳能电池浆料。

作为本发明的进一步改进，在步骤2中，所述有机载体溶剂是由乙基纤维素、松节油透醇和酒精以质量比为（1-2）：10:20的比例配制而成，配制顺序为：先把乙基纤维素溶解到酒精里，再向其加入松节油透醇。

作为本发明的进一步改进，在步骤3中，所述固化剂为全氟磺酸树脂、异羟肟酸、异羟肟酸盐。

作为本发明的进一步改进，在步骤3中，所述高分子聚合物为甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素。

作为本发明的进一步改进，所述超声分散装置包括分散槽、原料槽及超声部件；所述原料槽设在分散槽内，其侧壁具有多个分散孔，且与分散槽的内壁间有间隙；所述超声部件设在所述原料槽内，超声部件通过超声波将原料槽内的纳米颗粒分散。

与现有技术相比，本发明所提供的方法制得的染料敏化太阳能电池浆料成膜性好，浆料中颗粒分散均匀，添加的石墨烯具有极大的比表面积和良好的电子导电性，能够极大的改善电池的倍率性能，二氧化钼具有透明和高电导率的特点，这些均提高了太阳能电池的转化效率；该方法制得的太阳能电池浆料能调节浆料黏度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的超声分散装置结构示意图；

其中，1-分散槽，2-原料槽，3-超声部件。

具体实施方式