[发明专利]电子束辐照改性柔性染料敏化纳米晶太阳能电池的制备

摘要

本发明涉及一种改性柔性染料敏化纳米晶太阳能电池的制备方法，属于太阳能电池技术领域和电子加速器应用技术领域。本发明以环氧乙烷（PEO）与聚丙烯腈（PAN）为原料，加入到碳酸丙烯酯（PC）与乙二醇二甲醚（DME）的混合液中，加入适量二氧化钛纳米颗粒，于60～80℃温度下搅拌混合均匀后，形成凝胶态物质；将该凝胶物质涂覆在以导电聚萘乙烯（PEN）为衬底的二氧化钛（TiO2）电极上，并对该涂覆凝胶的电极进行电子束辐照；辐照后以涂有高纯石墨层的导电PEN薄膜作为对电极，组装成三明治结构；滴入碘和碘化钾的乙腈溶液作为氧化还原电对；封装得到柔性染料敏化太阳电池（DSSC）。本发明制作的柔性染料敏化太阳电池与未经电子束辐照时的同种电解质组装的柔性DSSC相比，在模拟光源下的光电转化效率提高了5～20%。

主权项

一种电子束辐照改性柔性染料敏化纳米晶太阳能电池的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1）将环氧乙烷与聚丙烯腈以1:0.8～1:1.2的质量比配比，加入到碳酸丙烯酯与乙二醇二甲醚的体积比为1:7～1:10混合液中，使得环氧乙烷与聚丙烯腈在聚合体系中的总质量为8～12%；搅拌1～2小时之后加入30‑80纳米二氧化钛纳米颗粒，二氧化钛纳米颗粒在聚合体系中的总质量为0.5%～2.5%，并于60～80℃温度下搅拌混合均匀后，形成凝胶物；2）将上述凝胶物室温下均匀涂覆在以导电聚萘乙烯为衬底的二氧化钛电极上，涂覆厚度为10～25微米；之后将涂覆凝胶的电极进行电子束辐照，电子束辐照的辐照能量密度为1020eV/cm2～1021eV/cm2；3）将涂覆了纯度为99.99%、厚度为5～10微米石墨层的导电聚萘乙烯薄膜压在上述辐照后的涂覆了凝胶层的以导电聚萘乙烯为衬底的二氧化钛电极上面，其中石墨层与凝胶层为接触面，组装成导电聚萘乙烯——二氧化钛——凝胶层——石墨层——导电聚萘乙烯的三明治结构的电池；4）从上述压制好的三明治结构电池侧面用滴管滴入碘和碘化钾的乙腈溶液0.5～2ml作为氧化还原电对，碘和碘化钾的乙腈溶液中，碘与碘化钾以1:8～1:12的摩尔比混合；碘在该溶液体系中的浓度为0.1～0.2mol/L；碘化钾在该溶液体系中的浓度为1.0～2.0mol/L；用热封膜封装电池侧边后得到柔性染料敏化太阳能电池。