本发明专利技术公开了一种Ti02 NS/石墨烯复合膜染料敏化太阳能电池的制备方法，首先制备染料敏化太阳能电池的Ti02 NS/石墨烯复合膜电极，石墨烯的含量显著影响Ti02 NS/石墨烯复合膜的物理结构和光吸收特性，同时也显著影响Ti02 NS/石墨烯复合敏化太阳能电池中载流子的传输、被陷阱捕获及复合。适量的石墨烯不仅降低二氧化钛膜与解质界面之间电子传输的电阻，而且降低光生电子和空穴的复合、增强光生电子从二氧化钛膜FTO导电玻璃基体的传输。同时石墨烯还增强光的捕获，从而增加光生电子的数量。此外Ti02 NS/石墨烯电极良好的孔结构有利于电解质的扩散，从而有利于染料分子的再生和敏化太阳能电池光电转换性能的增强。
【技术实现步骤摘要】
一种Ti02NS/石墨烯复合膜染料敏化太阳能电池的制备方法
本专利技术涉及光伏产业
，具体的涉及一种Ti02NS/石墨烯复合膜染料敏化太阳能电池的制备方法。
技术介绍
能源与环境的可持续发展是当今世界人类社会面临的两个重要问题，随着全球经济的发展，人们对能源的需求正在不断增长，新能源的发展势在必行，太阳能源源不断的辐照地面，清洁且无任何污染,因而成为最具开发潜力的新能源之一。染料敏化太阳能电池（DSSC）是一种有效利用太阳能的光电器件，它制作工艺简单、成本低廉、性能稳定、对环境无污染，因而具有良好的发展前景。染料敏化太阳能电池（DSSC）在实际应用中光电转换效率偏低，纳米二氧化钛薄膜是染料敏化太阳能电池的重要组成部分，如何优化二氧化钛阳极对提高染料敏化太阳能电池的效率有很大影响。
技术实现思路
一种Ti02NS/石墨烯复合膜染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征为：制备步骤如下：Ti02NS/石墨烯复合膜电极的制备：将50mL钛酸丁酯（Ti(OC4H9)4）和6mL氢氟酸（HF，浓度为40%)加入到200mL的聚四氟乙烯（-(CF2-CF2)n-）中，室温下搅拌均匀后180℃水热24小时，将反应所得的自色沉淀物分别用乙醇和蒸馏水洗涤三遍，在真空干燥箱中80℃下干燥6小时得到锐钛矿Ti02纳米片；将54mg氧化石墨烯加入到6mL去离子水和19.5mL乙醇的混合溶液中，超声3小时得到氧化石墨烯的悬浮液；将6g的聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇共聚物（P123)加入到22mL浓盐酸（浓度为36wt.%)和70mL乙醇的混合溶液中，40℃搅拌10min，将20mL的钛酸丁醋（Ti(OC4H9)4）加入到上述混合溶液中，40℃搅拌6小时，将所得的溶胶在室温下静置12小时后立即采用浸渍-提拉法在FTO导电玻璃基体上镀膜，提拉速率为3mms-1，室温干燥后450℃锻烧30min得到Ti02NS预处理膜；将1.5g二氧化钛纳米片加入到氧化石墨烯悬浮液、0.5mL乙酷丙酣和1.2mL曲拉通X-100的混合溶液中，在研钵中混合研磨40min，然后采用刮刀法涂覆在Ti02NS预处理膜基体上，室温干燥后在氮气中450℃锻烧1小时，膜厚约为20µm，待炉温冷却至80℃时取出即得到Ti02NS/石墨烯复合膜电极。电解质溶液的制备：将0.6mol丙基-3-甲基咪唑碘盐、0.3mol碘化锂(LiI)、0.05mol碘以及0.5mol4-叔基吡啶（TBP）的乙腈溶液混合均匀，20-30r/min搅拌5min得到电解质溶液，在真空罐中保存，组装电池时将电解质注入到电极边缘，电解质在毛细管力的作用下渗入两电极之间并分散均匀。Ti02NS/石墨烯复合膜染料敏化太阳能电池的制备：将80℃取出的Ti02NS/石墨烯复合膜电极迅速浸于的乙醇溶液中，室温密封避光12小时，使乙醇溶液充分吸附到Ti02NS/石墨烯复合膜电极表面，通过比较Ti02NS/石墨烯复合膜表面和底面的颜色，两者颜色一致时完成敏化，敏化完成后用乙醇冲洗一次，80℃干燥2小时，将镀销对电极覆盖在敏化电极上，两电极之间形成一个约50um的空腔，用夹子将两电极夹紧完成一个三明治型Ti02NS/石墨烯复合膜染料敏化太阳能电池的组装。附图说明图1为本专利技术Ti02NS预处理膜的扫描电子显微镜图；图2为本专利技术Ti02NS/石墨烯复合膜的扫描电子显微镜图。本专利技术的有益效果：（1）加入石墨稀能够显著影响Ti02NS/石墨烯复合膜的物理特性，不仅降低二氧化铁膜电解质界面之间的电子传输电阻、降低光生电子和空穴的复合、促进光生电子从二氧化钛膜到导电玻璃基体的传输。同时，石墨稀的引入还增强光的捕获，从而增加光生电子的数量，从而显著提高了Ti02NS/石墨烯复合膜染料敏化太阳能电池的光电转换效率。（2）本专利技术的制备方法简单，按现有的技术工艺即可完成，生产成本低。具体实施方式为了更好的理解本专利技术，下面通过实施例对本专利技术进一步说明，实施例只用于解释本专利技术，不会对本专利技术构成任何的限定。实施例1一种Ti02NS/石墨烯复合膜染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征为：制备步骤如下：Ti02NS/石墨烯复合膜电极的制备：将50mL钛酸丁酯（Ti(OC4H9)4）和6mL氢氟酸（HF，浓度为40%)加入到200mL的聚四氟乙烯（-(CF2-CF2)n-）中，室温下搅拌均匀后180℃水热24小时，将反应所得的自色沉淀物分别用乙醇和蒸馏水洗涤三遍，在真空干燥箱中80℃下干燥6小时得到锐钛矿Ti02纳米片；将54mg氧化石墨烯加入到6mL去离子水和19.5mL乙醇的混合溶液中，超声3小时得到氧化石墨烯的悬浮液；将6g的聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇共聚物（P123)加入到22mL浓盐酸（浓度为36wt.%)和70mL乙醇的混合溶液中，40℃搅拌10min，将20mL的钛酸丁醋（Ti(OC4H9)4）加入到上述混合溶液中，40℃搅拌6小时，将所得的溶胶在室温下静置12小时后立即采用浸渍-提拉法在FTO导电玻璃基体上镀膜，提拉速率为3mms-1，室温干燥后450℃锻烧30min得到Ti02NS预处理膜；将1.5g二氧化钛纳米片加入到氧化石墨烯悬浮液、0.5mL乙酷丙酣和1.2mL曲拉通X-100的混合溶液中，在研钵中混合研磨40min，然后采用刮刀法涂覆在Ti02NS预处理膜基体上，室温干燥后在氮气中450℃锻烧1小时，膜厚约为20µm，待炉温冷却至80℃时取出即得到Ti02NS/石墨烯复合膜电极。电解质溶液的制备：将0.6mol丙基-3-甲基咪唑碘盐、0.3mol碘化锂(LiI)、0.05mol碘以及0.5mol4-叔基吡啶（TBP）的乙腈溶液混合均匀，20-30r/min搅拌5min得到电解质溶液，在真空罐中保存，组装电池时将电解质注入到电极边缘，电解质在毛细管力的作用下渗入两电极之间并分散均匀。Ti02NS/石墨烯复合膜染料敏化太阳能电池的制备：将80℃取出的Ti02NS/石墨烯复合膜电极迅速浸于的乙醇溶液中，室温密封避光12小时，使乙醇溶液充分吸附到Ti02NS/石墨烯复合膜电极表面，通过比较Ti02NS/石墨烯复合膜表面和底面的颜色，两者颜色一致时完成敏化，敏化完成后用乙醇冲洗一次，80℃干燥2小时，将镀销对电极覆盖在敏化电极上，两电极之间形成一个约50um的空腔，用夹子将两电极夹紧完成一个三明治型Ti02NS/石墨烯复合膜染料敏化太阳能电池的组装。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种Ti02 NS/石墨烯复合膜染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征为：制备步骤如下：Ti02 NS/石墨烯复合膜电极的制备：将50mL钛酸丁酯（Ti(OC4H9)4）和6mL氢氟酸（HF，浓度为40%)加入到200 mL的聚四氟乙烯（‑(CF2‑CF2)n‑）中，室温下搅拌均匀后180 ℃水热24小时，将反应所得的自色沉淀物分别用乙醇和蒸馏水洗涤三遍，在真空干燥箱中80℃下干燥6小时得到锐钛矿Ti02纳米片；将54mg氧化石墨烯加入到6mL去离子水和 19.5 mL乙醇的混合溶液中，超声3小时得到氧化石墨烯的悬浮液；将6g的聚乙二醇‑聚丙二醇‑聚乙二醇共聚物（P123) 加入到22mL浓盐酸（浓度为 36wt.%) 和70mL乙醇的混合溶液中，40℃搅拌10min，将20mL的钛酸丁醋（Ti(OC4H9)4）加入到上述混合溶液中，40℃搅拌 6小时，将所得的溶胶在室温下静置12小时后立即采用浸渍‑提拉法在 FTO 导电玻璃基体上镀膜，提拉速率为3mm s‑1，室温干燥后450 ℃锻烧 30min得到Ti02 NS预处理膜；将1.5 g 二氧化钛纳米片加入到氧化石墨烯悬浮液、0.5mL乙酷丙酣和1.2mL 曲拉通 X‑100的混合溶液中，在研钵中混合研磨 40 min，然后采用刮刀法涂覆在Ti02NS预处理膜基体上，室温干燥后在氮气中450℃锻烧1小时，膜厚约为20µm，待炉温冷却至 80℃时取出即得到Ti02 NS/石墨烯复合膜电极。...
【技术特征摘要】
1.一种Ti02NS/石墨烯复合膜染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征为：制备步骤如下：Ti02NS/石墨烯复合膜电极的制备：将50mL钛酸丁酯（Ti(OC4H9)4）和6mL氢氟酸（HF，浓度为40%)加入到200mL的聚四氟乙烯（-(CF2-CF2)n-）中，室温下搅拌均匀后180℃水热24小时，将反应所得的自色沉淀物分别用乙醇和蒸馏水洗涤三遍，在真空干燥箱中80℃下干燥6小时得到锐钛矿Ti02纳米片；将54mg氧化石墨烯加入到6mL去离子水和19.5mL乙醇的混合溶液中，超声3小时得到氧化石墨烯的悬浮液；将6g的聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇共聚物（P123)加入到22mL浓盐酸（浓度为36wt.%)和70mL乙醇的混合溶液中，40℃搅拌10min，将20mL的钛酸丁醋（Ti(OC4H9)4）加入到上述混合溶液中，40℃搅拌6小时，将所得的溶胶在室温下静置12小时后立即采用浸渍-提拉法在FTO导电玻璃基体上镀膜，提拉速率为3mms-1，室温干燥后450℃锻烧30min得到Ti02NS预处理膜；将1.5g二氧化钛纳米片加入到氧化石墨烯悬浮液、0.5mL乙酷丙酣和1.2mL曲拉通X-...
【专利技术属性】
技术研发人员：李文斌，
申请(专利权)人：李文斌，
类型：发明
国别省市：广东,44
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