[发明专利]一种g‑C3N4增强型太阳能电池的制造方法

摘要

本发明公开了一种g‑C3N4增强型太阳能电池的制造方法，该方法首先制备类石墨烯结构的C3N4(g‑C3N4)，后将g‑C3N4旋涂在棒状TiO2光阳极上，之后负载CdS量子点，并与对电极一起组装成量子点敏化太阳能电池。该方法利用了g‑C3N4增强光谱响应范围，同时降低了光生载流子复合的特点，提高了电池的开路电压和短路电流。光电转换增强效果明显，制备方法简单。

主权项

一种g‑C3N4增强型太阳能电池的制造方法，该方法包括以下步骤：1)、单晶棒状TiO2光阳极在透明FTO导电玻璃上的制备：取15ml的浓盐酸，15ml的去离子水，0.5‑0.7ml的钛酸四丁酯，放在烧杯中混合均匀，然后和清洗干净的透明FTO导电玻璃倾斜放到聚四氟乙烯内衬反应釜中，在反应釜温度为150°的烘箱中加热反应12小时待反应釜空气中自然冷却后，将FTO导电玻璃取出，用去离子水清洗，在FTO导电玻璃的表面生成一层白色的薄膜，然后将样品在空气中经450°退火半小时，缓慢冷却后得到了金红石相二氧化钛纳米棒阵列；2)、类石墨烯结构C3N4的制备：三聚氰胺和尿素以质量比4:3的比例混合放入研钵中，充分研磨得到白色的均匀混合物，将混合物移入坩埚中，加盖然后转移到马弗炉中煅烧，经x分钟加热到550℃，其中x＝(550‑室温)/10，在550℃条件下保温两小时，自然冷却至室温，得到淡黄色的团块固体，用研钵充分研磨得到粉末，得到g‑C3N4；3)、g‑C3N4片层结构旋涂在TiO2光阳极上：0.1g乙基纤维素，0.1g g‑C3N4片层结构粉末，0.81125g松油醇，2.125ml无水乙醇加入25ml小烧杯中，搅拌和超声交替进行24小时，得到淡黄色的糊状浆料，使用匀胶机以4000r/min的转速将g‑C3N4片层结构旋涂在TiO2光阳极上，60℃烘箱中保温二十分钟，然后转移到马弗炉中，以5℃/min的升温速度升至450℃，保温半个小时，自然冷却至室温，取出备用；4)、对电极制备：1M的硫酸铜水溶液和1M的硫代硫酸钠水溶液以体积比为1:4的比例混合；用醋酸调节PH到2；洗净的FTO导电玻璃导电面向上，在70℃下浸泡3小时；用去离子水清洗，在空气中干燥；130℃空气中加热30分钟，取出，自然冷却至室温。