[发明专利]一种基于光散射锌基薄膜的敏化电池大面积化制备方法

摘要

一种基于光散射锌基薄膜的敏化电池大面积化制备方法，属于太阳能电池技术领域，首先制备ZnO聚集体粉体、乙基纤维素和松油醇形成的浆料；在基板上制备U形或锯齿状的金属电极，将ZnO聚集体浆料涂敷到金属电极的U形或锯齿内，烧结敏化成光阳极；在另一基板上制备与光阳极形状一样的铂催化层电极；通过热封膜封装并热压使两个电极完全粘合在一起形成电池。本发明可制备具有高的转换效率的大面积DSCs，从而促进染料敏化太阳能电池的产业化步伐。

主权项

一种基于光散射锌基薄膜的敏化电池大面积化制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)制备ZnO聚集体浆料微米/亚微米级的具有高的光散射性能的ZnO聚集体经水洗或者醇洗并干燥得到氧化锌聚集体粉体，将得到的氧化锌粉体与一定量的乙基纤维素、松油醇混合于无水乙醇中，利用旋转蒸发去除乙醇溶液得到适合丝网印刷的氧化锌浆料，其中，半导体粉体、乙基纤维素和松油醇混合的浆料中半导体粉体的质量分数为18～50％，乙基纤维素和松油醇的质量比为1∶9～1∶15；(2)光阳极的制备通过丝网印刷在透明基板的导电膜上印刷金属浆料成U形或锯齿状，经烧结制成低电阻的金属电极，该金属电极起到收集电子，利用丝网印刷技术将步骤(1)制备的ZnO聚集体浆料涂敷到金属电极的U形或锯齿内，经烧结制成大面积的光散射锌基薄膜，烧结过程控制温度在200至500℃之间烧结1～3小时，然后在染料中浸泡进行敏化，得到吸附染料的氧化锌光阳极；(3)对电极制备在另一块透明基板的导电膜上，印刷氯铂酸浆料并烧结制成铂催化层；应用丝网印刷工艺，将金属浆料涂覆在铂催化层上，印制成同步骤(2)一样的U形或锯齿形，经烧结制成导电金属电极；在此U形或锯齿形内的铂催化层的基板上设计有两个通孔洞，以使染料敏化太阳能电池进行电解质的灌注；(4)电池的组装将热封膜切割成与金属电极相匹配的形状，该形状的热封膜可以同时起到保护电极不受电解质腐蚀以及封装的作用；用热封膜将步骤2)或3)得到的金属电极进行包覆后，将步骤(2)和(3)的电极进行图形对位，通过加热和加压 的方法，使两个电极完全粘合在一起，并形成四周密封的腔体，然后通过小孔将电解质注入腔体中后用热封膜和盖玻片将小孔密封，从而得到大面积光散射锌基染料敏化太阳能电池。