[发明专利]一种染料敏化太阳能电池光阳极及其制备方法

摘要

本发明公开了一种染料敏化太阳能电池的光阳极，该新型光阳极不含ITO等透明导电氧化物，其以表面镀镍纤维为导电基底，以氧化钛及氧化锌为半导体氧化物。其制备过程，包括：金属丝或非金属丝表面沉积金属镍层，接着在其表面制备氧化钛及氧化锌半导体薄膜，烘干后将其浸泡于染料中敏化20h，即得染料敏化的光阳极。本发明通过简单的全湿法工艺即可制得低成本的金属镍纤维光阳极，该方法操作简单，对设备的要求不高，生产成本相对低廉；并首次将其应用于纤维DSSC电池，获得较好的光电性能。类似技术可以应用在其它导电基底上，从而实现一大类廉价光阳极基底材料。

主权项

一种染料敏化太阳能电池光阳极，其特征在于：按照如下步骤完成：(1)将直径为300μm的不导电涤纶纤维丝进行预处理，包括氢氧化钠除油、氢氟酸粗化及乙醇超声洗净，自然晾干；(2)称取0.3g氯化钯溶于10mL盐酸中，再加入10mL蒸馏水，溶解完全后加入12g氯化亚锡，组成A液；将160g氯化钠溶于1L蒸馏水中为B液；50℃水浴下将A、B液混合，保温活化1h即得胶体钯溶液；(3)将(1)中处理得到的不导电涤纶纤维丝置于胶体钯溶液中，50℃下活化‑敏化1h；(4)蒸馏水洗净后，将不导电涤纶纤维丝浸入体积比1∶9的盐酸水溶液中，常温解胶40s；(5)解胶后的不导电涤纶纤维丝用蒸馏水洗净后进行化学镀镍：化学镀镍溶液的组成为：镀镍液A:分别称取硫酸镍3.1g，醋酸钠5.5g，用蒸馏水配制成50mL溶液；镀镍液B：称取次亚磷酸钠1.8g溶解于50mL蒸馏水中即可；将化学镀镍容器放入65℃水浴中，首先倒入2.9g柠檬酸钠和0.9g酒石酸钾钠混合溶液25mL，然后倒入镀镍液A，再倒入镀镍液B，并用氨水调节pH值至6.5，然后将活化处理好的不导电涤纶纤维丝置于镀镍容器中反应0.5h，得到导电覆镍复合纤维丝，镍层厚度为500nm；(6)配制0.5mol/L乙酸锌溶液和0.5mol/L六亚甲基四胺溶液，等体积混合后将(5)中得到导电覆镍复合纤维丝浸泡于上述混合液中4min，取出吹干，再置于200℃加热板上烧结4min，得到表面覆有氧化锌纳米颗粒层的覆镍复合纤维丝；(7)将步骤(6)得到的复合纤维丝垂直悬挂于水热反应釜中，釜内含60mL0.05mol/L的乙酸锌和0.05mol/L六亚甲基四胺按体积比1∶1混合的混合溶液，再将反应釜置于95℃烘箱中反应10h，取出，用去离子水冲洗干净，80℃烘箱中烘2h后得到表面覆有氧化锌纳米棒阵列层4.0μm的覆镍复合纤维丝；(8)再将步骤(7)得到的样品浸入联吡啶钌N719染料的乙醇溶液中，室温浸泡20h后取出，晾干得到染料敏化的光阳极。