本发明专利技术公开一种通过导电玻璃预处理提高染料敏化太阳能电池效率的方法，第一步预处理：将清洗干净并干燥后的导电玻璃导电面向上放在臭氧紫外灯下照射，经过光催化臭氧氧化法预处理，降解除去导电膜表面的试剂及有机残余物；第二步预处理：将第一步预处理后的导电玻璃放入０．０４－０．１ｍｏｌ／Ｌ的ＴｉＣｌ４溶液中浸泡去除导电玻璃表面残留的金属离子，从ＴｉＣｌ４溶液中取出导电玻璃冲洗表面残液，干燥后即可作为制备电池用。本发明专利技术经过这两步处理的导电玻璃再用作制备染料敏化太阳能电池的光阳极，将在保证导电玻璃基板洁净度的同时减小光阳极的微裂纹漏电、反向复合等缺陷，从而提高染料敏化太阳能电池的光电转换效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利涉及光化学领域，确切地说涉及一种导电玻璃基板的表面预处理方法，用 于染料敏化太阳能电池的制备，提高染料敏化太阳能电池的光电转换效率。
技术介绍
随着全球性能源危机和环境污染问题的加剧，如何利用清洁、无污染、不受地理环 境限制的太阳能资源已成世界范围内的研究热点。在各种新型太阳能电池中，染料敏化太 阳能电池以其具理论转化效率高、工艺简单、透明度好、对温度和入射光角度依赖小、制备 过程耗能少、成本低等众多优点，而愈来愈受到广泛重视，目前染料敏化太阳能电池的光电 转换效率最高可达11%。在染料敏化太阳能电池的制备中，导电玻璃基板的洁净度直接影响着电极附着 力、电极缺陷态，从而影响染料敏化太阳能电池的寿命和转换效率。如导电玻璃基板上附 着的有机物较多将减弱溅射致密层的附着力，可能导致电极膜易脱落、增大电池传输障碍; 导电玻璃基板上残留的低价态Fe、Al等金属离子作为缺陷离子参与染料-电解质的氧化还 原过程，与氧化态染料争夺电子，降低了染料敏化太阳能电池的有效工作电子。因此对导电 玻璃基板进行预处理，保证导电玻璃基板的洁净度在染料敏化太阳能电池的制备中也至关 重要。染料敏化太阳能电池制备中，对导电玻璃基板的清洗干燥通常是将导电玻璃基板 依次放入丙酮、乙醇、水中各超声清洗15-30min，若肉眼观察不洁净则重复上述过程，至从 水中竖直拿起导电玻璃基板时表面无明显的水珠残留，然后真空烘干或洁净气体吹干。经 过此过程清洗的导电玻璃基板基本洁净，但仍有部分难溶有机物或水溶性金属离子残留， 重复同样清洗工序，无法起到更大清洁的作用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种通过导电玻璃预处理提高染料敏化太阳能电池效率 的方法。一种，其特征在于(1)第一步预处理将清洗干净并干燥后的导电玻璃导电面向上放在臭氧紫外灯下照 射，经过光催化臭氧氧化法预处理，降解除去导电膜表面的试剂及有机残余物；(2)第二步预处理将第一步预处理后的导电玻璃放入0.04-0. lmol/L的TiCl4溶液中 浸泡去除导电玻璃表面残留的金属离子，从TiCl4溶液中取出导电玻璃冲洗表面残液，干燥 后即可作为制备电池用。第一步预处理使用的臭氧紫外灯波长在245nm-375nm之间，照射时间为 10-20min。第二步预处理按如下步骤进行(1) 0°C冰水浴下用纯水配置1. 5-2. 5mol/L高浓度的TiCl4溶液，配置好后冷藏，每次3用前取高浓度TiCl4溶液稀释到0. 04-0. lmol/L备用；(2)将第一步预处理后的导电玻璃浸泡入稀释后0. 04-0. lmol/L的TiCl4溶液中，70°C 放置0. 5-lh或室温放置l_3h后取出，用去离子水和乙醇冲洗，冲去表面多余的残液，然后 真空烘干或洁净气体吹干。本方法用于ITO、FTO、AZ0刚性或柔性导电膜制备电-光或光-电器件前的预处理。经过本方法处理的导电玻璃用于制备染料敏化太阳能电池的光阳极。本专利技术将导电玻璃的预处理与光阳极的制备结合在一起，通过第一步预处理除去 导电玻璃基板上附着的难溶解、难分解有机物，通过第二步预处理去除导电玻璃表面残留 的金属离子，同时在导电玻璃的表面形成了一层小粒径的纳米Ti02颗粒。经过这两步处理 的导电玻璃再用作制备染料敏化太阳能电池的光阳极，将在保证导电玻璃基板洁净度的同 时减小光阳极的微裂纹漏电、反向复合等缺陷，从而提高染料敏化太阳能电池的光电转换 效率。具体实施例方式实施例一(1)将按尺寸裁切好的导电玻璃依次放入丙酮、乙醇、水中超声清洗15min，随后取出用 流动纯水冲洗，再用氮气吹干。(2)将吹干后的导电玻璃导电面向上放入波长375nm的UV-03臭氧紫外灯箱中照 射约20min后取出。(3) 0°C冰水浴下用纯水配置2mol/L的四氯化钛水溶液，取4ml浓度为2mol/L的 TiCl4水溶液加入196ml去离子水中，搅拌稀释成0. 04mol/L的TiCl4水溶液。将经过步骤(1)、(2)处理的导电玻璃浸泡入0.04mol/L的TiCl4水溶液中，70°C放置0. 5_lh后取出，用 去离子水和乙醇多次冲洗，冲去表面多余的残液，然后真空烘干或洁净气体吹干，用于制备 染料敏化太阳能电池光阳极。实施例二(1)将按尺寸裁切好的导电玻璃依次放入丙酮、乙醇、水中超声清洗15min，随后取出用 流动纯水稍事冲洗，再用氮气吹干。(2)将吹干后的导电玻璃导电面向上放入波长245nm的紫外灯箱中照射约lOmin 后取出。(3) 0°C冰水浴下用纯水配置2. 5mol/L的四氯化钛水溶液，取8ml浓度2. 5mol/L 的TiCl4水溶液加入192ml去离子水中稀释成0. lmol/L的TiClyK溶液。将经过步骤(1)、(2)处理的导电玻璃浸泡入0.lmol/L的TiCl4水溶液中，室温放置1. 5h后取出，用去离子 水和乙醇多次冲洗，冲去表面多余的残液，然后真空烘干或洁净气体吹干，用于制备染料敏 化太阳能电池光阳极。实施例三(1)将按尺寸裁切好的导电玻璃依次放入丙酮、乙醇、水中超声清洗15min，随后取出用 流动纯水稍事冲洗，再用氮气吹干。(2)将吹干后的导电玻璃导电面向上放入波长365nm的UV-03臭氧紫外灯箱中照射约15min后取出。 (3)0°C冰水浴下用纯水配置1. 5mol/L的四氯化钛水溶液，取8ml浓度为1. 5mol/L的TiCl4水溶液加入192ml去离子水中，搅拌稀释成0. 06mol/L的TiCl4水溶液。将经过 步骤(1)、(2)处理的导电玻璃浸泡入0. 06mol/L的TiCl4水溶液中，70°C放置0. 5_lh后取 出，用去离子水和乙醇多次冲洗，冲去表面多余的残液，然后真空烘干或洁净气体吹干，用 于制备染料敏化太阳能电池光阳极。权利要求一种，其特征在于(1)第一步预处理将清洗干净并干燥后的导电玻璃导电面向上放在臭氧紫外灯下照射，经过光催化臭氧氧化法预处理，降解除去导电膜表面的试剂及有机残余物；(2)第二步预处理将第一步预处理后的导电玻璃放入0.04-0.1mol/L的TiCl4溶液中浸泡去除导电玻璃表面残留的金属离子，从TiCl4溶液中取出导电玻璃冲洗表面残液，干燥后即可作为制备电池用。2.如权利要求1所述的，其 特征在于第一步预处理使用的臭氧紫外灯波长在245nm-375nm之间，照射时间10-20min。3.如权利要求1所述的，其 特征在于第二步预处理按如下步骤进行(1)0°C冰水浴下用纯水配置1. 5-2. 5mol/L高浓度的TiCl4溶液，配置好后冷藏，每次 用前取高浓度TiCl4溶液稀释到0. 04-0. lmol/L备用；(2)将第一步预处理后的导电玻璃浸泡入稀释后0.04-0. lmol/L的TiCl4溶液中，70°C 放置0. 5-lh或室温放置l_2h后取出，用去离子水和乙醇冲洗，冲去表面多余的残液，然后 真空烘干或洁净气体吹干。4.如权利要求1所述的，其 特征在于用于IT0、FT0、AZ0刚性或柔性导电膜制备电-光或光-电器件前的预处理。5.如权利要求1所述的，其 特征在于经过第一步、第二步预处理的导电玻璃用于制备染料敏化太阳能电池光阳极。全文摘要本专利技术公开一种，第一步预处理将清洗干净并干燥后的导电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种通过导电玻璃预处理提高染料敏化太阳能电池效率的方法，其特征在于：（１）第一步预处理：将清洗干净并干燥后的导电玻璃导电面向上放在臭氧紫外灯下照射，经过光催化臭氧氧化法预处理，降解除去导电膜表面的试剂及有机残余物；（２）第二步预处理：将第一步预处理后的导电玻璃放入０．０４－０．１ｍｏｌ／Ｌ的ＴｉＣｌ↓［４］溶液中浸泡去除导电玻璃表面残留的金属离子，从ＴｉＣｌ↓［４］溶液中取出导电玻璃冲洗表面残液，干燥后即可作为制备电池用。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李少彦，
申请(专利权)人：彩虹集团公司，
类型：发明
国别省市：61[中国|陕西]
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