[发明专利]一种染料敏化乙炔黑‑TiO2复合多孔薄膜电极的制备方法

摘要

本发明涉及太阳能电池技术领域，更具体的讲是一种染料敏化乙炔黑‑ TiO2复合多孔薄膜电极的制备方法，包括如下步骤乙炔黑预处理、TiO2预处理、乙炔黑‑TiO2浆料制备、FTO基体制备、染料敏化乙炔黑‑TiO2薄膜电极制备、碳对电极的制备。本发明的有益效果是乙炔黑的适当掺入有利于提高多孔薄膜电极运输光电子的速度，降低光电子与I3‑和D+的复合几率，改善了染料敏化太阳能电池的光电性能，染料为N719或桑葚色素时，乙炔黑的掺入均提高了电池的光电转换效率，降低了光电子转移电阻，染料为N719，乙炔黑掺入量为0.2wt% 时，电池获得最高光电转换效率达12.5a%；染料为桑葚色素，乙炔黑掺入量为0.15wt%时，电池获得最高光电转换效率9.4a%。

主权项

一种染料敏化乙炔黑‑TiO2复合多孔薄膜电极的制备方法，包括如下步骤：乙炔黑预处理、TiO2预处理、乙炔黑‑TiO2浆料制备、FTO基体制备、染料敏化乙炔黑‑TiO2薄膜电极制备、碳对电极的制备；所述乙炔黑预处理的具体步骤为：将乙炔黑置于蒸馏水中，加入碳纳米管分散剂超声处理；超声结束后再将PEG20000加入，充分搅拌得溶液A，所述乙炔黑、碳纳米管分散剂、PEG20000的质量比为 1：2‑5：50‑400；所述TiO2预处理的具体步骤为：将TiO2、乙酰丙酮加入蒸馏水中，搅拌，然后向其滴加OP乳化剂，继续搅拌得溶液B，所述TiO2、乙酰丙酮、OP乳化剂的质量比为：1:0.05‑0.08: 0.02‑0.05；所述乙炔黑‑TiO2浆料制备的具体步骤为：将溶液A和溶液B混合搅拌既得乙炔黑‑TiO2浆料；所述FTO基体的制备包括如下步骤：将FTO导电玻璃切割成方块，置于丙酮中超声处理，用蒸馏水冲洗干净、吹干，将FTO导电玻璃导电面的三个边用胶带封边；所述染料敏化乙炔黑‑TiO2薄膜电极制备的具体步骤为：采用旋涂法在FTO基体上制备一层TiO2致密薄膜，再将乙炔黑‑TiO2浆料滴加到致密薄膜上，旋转使TiO2浆料在导电玻璃上平铺，然后再提高转速继续旋转，得乙炔黑‑TiO2复合多孔薄膜，去掉胶带，将其干燥，烧结，冷却，并浸入染料溶液，避光敏化得染料敏化多孔薄膜电极；所述染料为N719钌染料或桑葚色素；所述碳对电极制备的具体步骤为：将FTO电极基体浸入HF溶液，对导电面进行腐蚀，再用碳棒在其腐蚀面涂抹，去掉胶带，制得碳对电极。