一种基于杂多酸SiW11Cu修饰TiO2的染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法。本发明专利技术涉及一种基于杂多酸SiW11Cu修饰TiO2的染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法。本发明专利技术是为了解决TiO2基染料敏化太阳能电池N719染料对可见光区的吸收较弱，TiO2本身存在大量的缺陷态引发严重的界面光生载流子的复合，以及带隙较宽所造成的光生电子由染料注入TiO2导带效率低，限制了电池光电转换效率提高的问题。方法：一、SiW11Cu/TiO2粉体的制备；二、SiW11Cu/TiO2-P25粉体的制备；三、染料敏化太阳能电池光阳极。本发明专利技术染料敏化太阳能电池光阳极用于制备染料敏化太阳能电池。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于杂多酸SiW11Cu修饰T12。
技术介绍
传统染料敏化太阳能电池N719染料对可见光区的吸收较弱，使得电池的吸收光谱与太阳光谱不匹配，限制了电池效率的提升。杂多酸能够吸收可见光，因此将杂多酸材料用于染料敏化太阳能电池中能够增强电池的光响应范围，提高电池对太阳光的利用率，从而提高电池的光电转换效率。但是，由于杂多酸粉体的导电性较差，将其用于染料敏化太阳能电池当中会充当光生载流子的复合中心，加重载流子的复合反应，阻碍电子的传输，减小光电流，使得电池的光电转换效率下降。
技术实现思路
本专利技术是为了解决T12基染料敏化太阳能电池N719染料对可见光区的吸收较弱，T12本身存在大量的缺陷态引发严重的界面光生载流子的复合，以及带隙较宽所造成的光生电子由染料注入T12导带效率低，限制了电池光电转换效率提高的问题，而提供了一种基于杂多酸S i W11Cu修饰T i O2。—种基于杂多酸SiW11Cu修饰T12具体是按以下步骤进行的:—、将SiW11Cu溶解在蒸馏水中得到淡蓝色澄清溶液;将异丙醇钛逐滴滴入正丁醇中，得到澄清溶液，即异丙醇钛溶液;在搅拌的条件下以60滴/min的速度将淡蓝色澄清溶液滴加到异丙醇钛溶液中，得到浑浊溶液;将浑浊溶液在温度为30°C?80°C的水浴条件下加热3h?8h，然后在温度为60 °C?100 °C的条件下加热2h?5h，得到凝胶;将凝胶转移到30 V?800C的真空干燥箱中干燥1h?15h，然后将温度从300C?80°C升温至85°C?100°C，在温度为85°C?100°C的条件下保温2h?5h，最后放于马弗炉中，在温度为300°C?500°C的条件下煅烧0.5h?5h，冷却至室温，研磨，得到SiWnCu/Ti02粉体;所述淡蓝色澄清溶液的浓度为0.01mg/mL?25mg/mL;所述异丙醇钛与正丁醇的体积比为0.2?3;所述淡蓝色澄清溶液与异丙醇钛溶液的体积比为1: (I?10);二、将SiWnCu/Ti02粉体与P25 二氧化钛混合均匀，放入马弗炉中在温度为100°C?5000C的条件下煅烧0.5h?5h，自然冷却至室温，得到SiWnCu/Ti02-P25粉体;所述SiW11Cu/Ti〇2粉体与P25二氧化钛的质量比为1: (I?20);所述SiWnCu/Ti02粉体是以SiW11Cu和钛酸四丁酯为原料通过溶胶凝胶法制备得到的；三、将SiWnCu/Ti02-P25粉体、乙基纤维素、松油醇和乙醇混合，搅拌均匀得到浆料，以250目丝网作为基体材料，在基体材料上印刷4?12次浆料，得到多层SiWnCu/Ti02-P25薄膜，然后对多层SiWnCu/Ti02-P25薄膜以1°(:/11^11的升温速率从室温升温至400°(:?600°(:进行加热，在温度为4000C?6000C的条件下保温0.1h?1.5h，得到基于杂多酸SiW11Cu修饰T12的染料敏化太阳能电池光阳极;所述SiWnCu/Ti02-P25粉体与乙基纤维素的质量比为1:(0.1?0.5);所述31胃11(:11/1^02-?25粉体与松油醇的质量比为1:(2?7);所述SiWnCu/Ti02-P25粉体与乙醇的质量比为1: (2?5)。一种基于杂多酸SiWnCu修饰T12的染料敏化太阳能电池光阳极的应用是将基于杂多酸Si WnCu修饰Ti O2的染料敏化太阳能电池光阳极作为阳极用于制备染料敏化太阳能电池。本专利技术的有益效果:采用本专利技术的基于杂多酸SIW1Ku修饰T i O2的染料敏化太阳能电池光阳极制备的染料敏化太阳能电池，与传统的染料敏化光阳极组成的染料敏化太阳能电池相比，这种光阳极组成的染料敏化太阳能电池具有以下优势:SiWnCu修饰T12光阳极材料，增强了光阳极在可见光区的响应范围，提高电池对太阳光的利用率;SiWnCu修饰T12可以使T12的禁带宽度减小，平带电位正移，Fermi能级下降，增大电子从染料注入T12导带的驱动力，有利于短路电流的增加;SiWnCu修饰T12光阳极薄膜内，电子传输能力得到增强，光生载流子的复合被有效抑制，有利于提高电池中电荷收集效率。这种SiWnCu修饰T12粉体的光阳极电池能够抑制光生载流子的复合反应，延长电池中载流子寿命，减小暗电流，有利于提高电池效率。基于以上特性，S i W1 !Cu修饰T i O2光阳极电池的光电转换效率为8.29%,短路电流为17.84mA/cm2，和空白电池相比，光电流提高了 32.3 %，电池效率提升了 34.6 %。【附图说明】图1为实施例一步骤一中所述SiWnCu/Ti02粉体的扫描电镜照片；图2为实施例二所述的二氧化钛纳米粉末和实施例一步骤一中得到的SiWnCu/T12粉体的紫外可见吸收谱图，其中I为实施例二所述的二氧化钛纳米粉末，2为实施例一步骤一中所述Si WnCu/T i O2粉体；图3为实施例二所述的二氧化钛纳米粉末和实施例一步骤一中得到的SiWnCu/T12粉体的的平带电压曲线，其中I为实施例二所述的二氧化钛纳米粉末，2为实施例一步骤一中所述SiWiiCu/Ti02粉体；图4为暗态条件下以实施例二得到的T12染料敏化太阳能电池光阳极制备的光阳极电池和以实施例一得到的基于杂多酸SiWnCu修饰T12的染料敏化太阳能电池光阳极制备的染料敏化太阳能电池在光照条件下的交流阻抗谱图，其中I为以实施例二得到的T12染料敏化太阳能电池光阳极制备的光阳极电池，2为以实施例一得到的基于杂多酸SiWnCu修饰T12的染料敏化太阳能电池光阳极制备的染料敏化太阳能电池；图5为以实施例二得到的T12染料敏化太阳能电池光阳极制备的光阳极电池和以实施例一得到的基于杂多酸SiWnCu修饰T12的染料敏化太阳能电池光阳极制备的染料敏化太阳能电池在模拟1.5G太阳光下的短路电流与开路电压曲线，其中I为以实施例二得到的T12染料敏化太阳能电池光阳极制备的光阳极电池，2为以实施例一得到的基于杂多酸S i WnCu修饰T i O2的染料敏化太阳能电池光阳极制备的染料敏化太阳能电池；图6为以实施例二得到的T12染料敏化太阳能电池光阳极制备的光阳极电池和以实施例一得到的基于杂多酸SiWnCu修饰T12的染料敏化太阳能电池光阳极制备的染料敏化太阳能电池的开路电压衰减曲线，其中I为以实施例二得到的T12染料敏化太阳能电池光阳极制备的光阳极电池，2为以实施例一得到的基于杂多酸SiWnCu修饰T12的染料敏化太阳能电池光阳极制备的染料敏化太阳能电池；图7为以实施例二得到的T12染料敏化太阳能电池光阳极制备的光阳极电池和以实施例一得到的基于杂多酸SiWnCu修饰T12的染料敏化太阳能电池光阳极制备的染料敏化太阳能电池在模拟1.5G太阳光下的光电转化效率，其中I为以实施例二得到的T12染料敏化太阳能电池光阳极制备的光阳极电池，2为以实施例一得到的基于杂多酸S iWnCu修饰T12的染料敏化太阳能电池光阳极制备的染料敏化太阳能电池。【具体实施方式】【具体实施方式】一:本实施方式的一种基于杂多酸SiWnCu修饰T12具体是按以下步骤进行的:—、将SiWnCu溶解在蒸馏水中得到淡蓝色澄清溶液;将异丙醇钛逐滴滴入正丁醇中，得到澄清溶液，即异丙醇钛溶液;在搅拌的条件本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于杂多酸SiW11Cu修饰TiO2的染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，其特征在于基于杂多酸SiW11Cu修饰TiO2的染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法具体是按以下步骤进行的：一、将SiW11Cu溶解在蒸馏水中得到淡蓝色澄清溶液；将异丙醇钛逐滴滴入正丁醇中，得到澄清溶液，即异丙醇钛溶液；在搅拌的条件下以60滴/min的速度将淡蓝色澄清溶液滴加到异丙醇钛溶液中，得到浑浊溶液；将浑浊溶液在温度为30℃～80℃的水浴条件下加热3h～8h，然后在温度为60℃～100℃的条件下加热2h～5h，得到凝胶；将凝胶转移到30℃～80℃的真空干燥箱中干燥10h～15h，然后将温度从30℃～80℃升温至85℃～100℃，在温度为85℃～100℃的条件下保温2h～5h，最后放于马弗炉中，在温度为300℃～500℃的条件下煅烧0.5h～5h，冷却至室温，研磨，得到SiW11Cu/TiO2粉体；所述淡蓝色澄清溶液的浓度为0.01mg/mL～25mg/mL；所述异丙醇钛与正丁醇的体积比为0.2～3；所述淡蓝色澄清溶液与异丙醇钛溶液的体积比为1:(1～10)；二、将SiW11Cu/TiO2粉体与P25二氧化钛混合均匀，放入马弗炉中在温度为100℃～500℃的条件下煅烧0.5h～5h，自然冷却至室温，得到SiW11Cu/TiO2‑P25粉体；所述SiW11Cu/TiO2粉体与P25二氧化钛的质量比为1:(1～20)；所述SiW11Cu/TiO2粉体是以SiW11Cu和钛酸四丁酯为原料通过溶胶凝胶法制备得到的；三、将SiW11Cu/TiO2‑P25粉体、乙基纤维素、松油醇和乙醇混合，搅拌均匀得到浆料，以250目丝网作为基体材料，在基体材料上印刷4～12次浆料，得到多层SiW11Cu/TiO2‑P25薄膜，然后对多层SiW11Cu/TiO2‑P25薄膜以1℃/min的升温速率从室温升温至400℃～600℃进行加热，在温度为400℃～600℃的条件下保温0.1h～1.5h，得到基于杂多酸SiW11Cu修饰TiO2的染料敏化太阳能电池光阳极；所述SiW11Cu/TiO2‑P25粉体与乙基纤维素的质量比为1:(0.1～0.5)；所述SiW11Cu/TiO2‑P25粉体与松油醇的质量比为1:(2～7)；所述SiW11Cu/TiO2‑P25粉体与乙醇的质量比为1:(2～5)。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨玉林，姜艳霞，范瑞清，王平，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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