[发明专利]一种采用纳米钛酸锶半导体薄膜的量子点敏化太阳能电池

摘要

一种采用纳米钛酸锶半导体薄膜的量子点敏化太阳能电池，属于太阳能电池技术领域。由三部分构成，第(1)部分是光阳极，由FTO导电玻璃、纳米钛酸锶半导体薄膜、附着在纳米钛酸锶半导体薄膜上的量子点敏化剂组成；第(2)部分为氧化还原电解质，是多硫根离子对“S2‑/Sn2‑”电解液或“S2‑+OH‑”电解液；第(3)部分为对电极，该对电极为载铂或载硫化亚铜的FTO导电玻璃；第(1)部分光阳极中的FTO导电玻璃和第(3)部分对电极间通过回字形热溶膜密封，氧化还原电解质位于回字形热溶膜内。经过多次测试和延时测试，依旧能保持优良的电池性能，这对于整体性能很不稳定的量子点敏化太阳能电池具有积极的研究意义。

主权项

一种采用纳米钛酸锶半导体薄膜的量子点敏化太阳能电池，其特征在于：整体由三部分构成，其中第(1)部分是光阳极，由FTO导电玻璃、纳米钛酸锶半导体薄膜、附着在纳米钛酸锶半导体薄膜上的量子点敏化剂组成；第(2)部分为氧化还原电解质，该氧化还原电解质是多硫根离子对“S2‑/Sn2‑”电解液或“S2‑+OH‑”电解液；第(3)部分为对电极，该对电极为载铂或载硫化亚铜的FTO导电玻璃；第(1)部分光阳极中的FTO导电玻璃和第(3)部分对电极间通过回字形热溶膜密封，氧化还原电解质位于回字形热溶膜内；并且，(1)是按照0.1mol/L的比例把二(2‑羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛溶于去离子水溶液，再按照摩尔比Ti：Sr＝1：1的比例将八水氢氧化锶加入到上述溶液中；之后把上述混合物磁力搅拌2～3小时，再加入氢氧化钾调节反应物的pH为13.4～13.6，搅拌30～60分钟；然后将混合物移入反应釜中，按照每100mL上述混合物加入3mL油酸的标准加入油酸到上述反应釜中，将反应釜密封好，195～205℃水热反应20～25小时；之后将反应物取出，用去离子水反复洗涤后离心，并加入3～10mL、质量浓度为2％～7％的稀硝酸用于消除反应过程中产生的碳酸锶，最后把产物离心洗涤后在40～60℃下烘干，即得到平均尺寸在30nm的纳米钛酸锶粉末；再把质量比1：0.2～0.3的纳米钛酸锶粉末与乙基纤维素混合，加入松油醇作为溶剂，其中钛酸锶与松油醇的质量比为1：3～4.5，再加入乙酸和乙醇形成复合浆料，每克钛酸锶加入0.12～0.18mL乙酸和25～35mL乙醇，然后在研钵中研磨2～3小时，通过刀刮法将复合浆料印涂到FTO导电玻璃上，最后在495～505℃下焙烧25～35分钟，得到纯净的纳米钛酸锶半导体薄膜；(2)多硫根离子对“S2‑/Sn2‑”电解液是在去离子水中加入Na2S·9H2O与S，Na2S·9H2O的浓度为1mol/L，S的浓度为1mol/L，然后将上述混合物搅拌12～24小时后得到；“S2‑+OH‑”电解液是在去离子水中加入Na2S·9H2O与NaOH，Na2S·9H2O的浓度为1mol/L，NaOH的浓度为1mol/L，然后将上述混合物搅拌12～24小时后得到；(3)载铂或载硫化亚铜的FTO导电玻璃，是通过磁控溅射的方法将铂或硫化亚铜溅射到FTO导电玻璃之上制备得到，铂的厚度为500～1000nm，硫化亚铜的厚度为1～2μm。