[发明专利]染料敏化太阳能电池用氧化锌薄膜电极材料及其制备方法

摘要

本发明提供了一种应用于染料敏化太阳能电池的氧化锌薄膜电极材料及其制备方法。本发明利用水热法制备的碳球作为模板，通过吸附不同浓度的锌盐溶液，同时控制煅烧升温程序，制备了具有最外两壳层尺寸相近结构的氧化锌多壳层空心球；以该空心球制备的电极材料具有较大的比表面积，提高了染料吸附量，同时，独特的最外两层尺寸相近的多壳层结构增强了光的散射效应，增加了染料分子对光的吸收率，从而显著提升了染料敏化太阳能电池的光电转化效率。本发明方法操作方简便、可控性高、具有广阔的应用前景。

主权项

一种氧化锌(ZnO)薄膜电极材料的制备方法，包括如下步骤：(A)碳球模板的制备将浓度为1～2M的蔗糖水溶液在180～220℃的高压釜中水热反应130～180min，自然冷却后抽滤，并经过水和乙醇多次洗涤后，将产物放入80℃烘箱中干燥12～24h，所得碳球模板的粒径为2～8μm；(B)具有最外两壳层尺寸相近结构的ZnO多壳层空心球的制备将碳球模板均匀分散于锌盐溶液中，搅拌4～8h后抽滤，用去离子水洗涤3～5遍，放入80℃烘箱中干燥12～24h，将所得固体粉末置于马弗炉中，采用两阶段的升温程序对固体粉末进行煅烧，自然冷却后得到最外两壳层尺寸相近结构ZnO多壳层空心球；(C)ZnO多壳层空心球薄膜电极材料的制备将最外两壳层尺寸相近结构的ZnO多壳层空心球、松油醇、乙基纤维素均匀分散于无水乙醇中，超声30min后得到ZnO白色浆料，通过手术刀法将白色浆料刮涂在清洗干净的掺杂氟的氧化锡(FTO)导电玻璃上，热处理后得到ZnO多壳层空心球薄膜电极材料。