[发明专利]用于染料太阳能电池的光子晶体结构薄膜电极的制备方法

摘要

一种太阳能电池技术领域的用于染料太阳能电池的光子晶体结构薄膜电极的制备方法，将光子晶体正模板结构引入太阳能电池，与钌的联吡啶配合物染料结合封装成改进效率的光子晶体染料太阳能电池。用无皂乳液聚合和“垂直沉积法”制备出光子晶体正模板，并通过“三明治法”拓扑制得二氧化钛光子晶体反模板，改进了传统染料电池的电极结构，超越了实验室光刻加工的局限，提高其应用潜能。制备所得光子晶体结构薄膜电极以反蛋白石结构排列成的三维有序锐钛型二氧化钛孔作为染料太阳能电池电极，其薄膜材料的孔径在50nm~500nm，厚度在0.5~40μm之间，扩大了与染料结合的比表面积，具有更高的短路电流和填充因子。

主权项

一种用于染料太阳能电池的光子晶体结构薄膜电极的制备方法，所述的光子晶体结构薄膜电极以反蛋白石结构排列成的三维有序锐钛型二氧化钛孔作为染料太阳能电池电极，其薄膜材料的孔径在50nm~500nm，厚度在0.5~40μm之间，其特征在于，包括以下步骤：第一步、将去离子水密封入圆底烧瓶，在氮气氛围下将微球制备剂和与表面活性剂混合均匀后注入圆底烧瓶中，再注入引发剂进行无皂乳液聚合反应，待反应结束后自然冷却至室温，制成胶体微球；第二步、将胶体微球经水洗过滤后稀释为单分散胶体微球溶液，然后将单分散胶体微球溶液注入内置垂直FTO玻璃，即掺杂氟的SnO2导电玻璃片基板的容器中进行干燥生长处理，制成光子晶体正模板；第三步、将钛酸四正丁酯溶于无水乙醇中，高速搅拌下缓慢滴加二乙醇胺作为阻聚剂，制成前驱体胶液滴；然后在光子晶体正模板上覆盖一块洁净玻片，将前驱体胶液滴加于洁净玻片和FTO玻璃片基板的夹缝之间，制成薄膜粗坯；第四步、将薄膜粗坯进行烧结处理，制成反模板二氧化钛薄膜，以用于染料太阳能电池电极；第五步、将反模板二氧化钛薄膜浸入染料溶液中进行敏化处理，然后在光子晶体二氧化钛薄膜上依次覆盖一层双面胶和对电极并固定后用滴管将电解液渗入其中，制成用于染料太阳能电池的光子晶体结构薄膜电极。