一种染料敏化太阳能电池致密层的制备方法技术

本发明专利技术公开一种染料敏化太阳能电池致密层的制备方法，将钛源与有机溶剂按体积百分比（２－１０）∶１００的比例混合，配制成浸泡溶液待用，取干净的导电玻璃浸泡在所述溶液中，经过浸泡，提出，再浸泡，再提出，连续浸泡３次以上，每次浸泡时间５－１０秒，完成浸泡取出后，待导电玻璃晾干，放入马弗炉中进行烧结，烧结温度４５０℃－５５０℃，保温时间３０ｍｉｎ－６０ｍｉｎ，自然降温后即在导电玻璃表面形成一层致密的二氧化钛薄膜层，采用本发明专利技术制得的染料敏化太阳能电池致密层可以提高ＴｉＯ２薄膜的附着力，同时还可以防止电解质中的碘离子与二氧化钛中光电子产生复合，提高太阳能电池的光电转换效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能电池
，特别是。
技术介绍
进入21世纪以来，人类面临的能源领域与环境领域的问题日益突出。一方面是经济发展对能源的巨大需求，另一方面是煤、石油、天然气等积蓄了亿万年的传统化石能源经 过数百年的巨大消耗已经不可逆转地走向枯竭，而且传统化石能源开发利用过程中会对 生态环境产生严重危害。如何有效解决两大现实问题越来越弓丨起国内外的广泛关注。太阳能是地球上分布最广泛、资源量最大的绿色可再生能源。太阳能电池是开发 利用太阳能的最重要的途径之一，目前发展较为成熟的主要是在市场上占据着统治地位的 硅基太阳能电池。虽然它有较高的转化效率，但是制作工艺复杂，对材料要求苛刻，生产成 本居高不下，大规模的实用化还存在困难。染料敏化太阳能电池以其较低的制作成本和简 单的生产工艺将成为新一代太阳能电池的代表。染料敏化纳米太阳能电池由于电池的光阳极完全暴露于电解质中，TiO2和导电玻 璃基底上的光生电子与电解质中的碘离子发生复合反应，降低电池的光电转换效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供了，该方法可以 减少染料敏化太阳能电池电子损耗、降低电子复合，同时还可以提高TiO2薄膜的附着力，延 长电池的使用寿命。，其特征在于将钛源与有机溶剂按 体积百分比(2-10) 100的比例混合，配制成浸泡溶液待用，取干净的导电玻璃浸泡在所述 溶液中，经过浸泡，提出，再浸泡，再提出，连续浸泡3次以上，每次浸泡时间5-10秒，完成 浸泡取出后，待导电玻璃晾干，放入马弗炉中进行烧结，烧结温度450°C -550°C，保温时间 30min-60min,自然降温后即在导电玻璃表面形成一层致密的二氧化钛薄膜层。所述的导电玻璃是ITO玻璃或FTO玻璃。所述的钛源包括钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯、四氯化钛中的一种。所述的有机溶剂有乙醇、异丙醇、石油醚。染料敏化太阳能电池反应原理分析 TiO21 S+hv — TiO21 S*(1) Ti02|S* — TiO21 S++ecb- (2) I3-+e(Pt)-— I- (3) Ti02|S++I-— Ti02|S+I3- (4)TiO21 S++ecb-— Ti02|S(5)13-+ ecb_— I-(6)(1)太阳光照射到敏化电极上，染料分子(S)的电子受激跃迁到激发态(S*) ；(2)激发 态(S*)的电子注入半导体二氧化钛薄膜的导带，自身变为氧化态(S+)，CB表示Ti02导带 底；(3) 13-在镀钼的对电极上得到电子被还原为I-; (4)氧化态的染料分子(S+)通过接 受I-提供的电子得以再生；(5)注入到TiO2导带底电子与氧化态染料(S+)之间的复合，此 过程会减少流入到外电路中电子的数量，降低电池的光电流；(6)Ti02导带底电子与13-的 复合，此反应会造成光电流的损失，此反应起决定作用。因此要提高光电流，必须尽可能的 抑制(5)和(6)的反应。采用本专利技术制得的染料敏化太阳能电池致密层可以提高TiO2薄膜的附着力，可以 防止电解质中的碘离子与二氧化钛中光电子产生复合，抑制上述反应(6)，因此，对提高太 阳能电池的光电转换效率起到关键作用。 具体实施例方式实施例1:以钛酸四丁酯为钛源原料，以异丙醇为有机溶剂，制备染料敏化太阳能电池致密层。将 IOOml的异丙醇剧烈搅拌下缓慢滴入IOml钛酸四丁酯，搅拌30min后配置成溶液。取干净 的ITO导电玻璃，导电玻璃一端用胶带保护好，把导电玻璃完全浸泡在溶液中，5s后取出， 然后再浸入到溶液中，玻璃片浸泡3次溶液后即可。待ITO导电玻璃晾干，放到马弗炉中进 行烧结，烧结温度450°C，保温时间60min，自然降温后取出，染料敏化太阳能电池光阳极的 致密层制备完成。实施例2:以钛酸四丁酯为钛源原料，以石油醚为有机溶剂，制备染料敏化太阳能电池致密层。将 IOOml的异丙醇剧烈搅拌下缓慢滴入8ml钛酸四丁酯，搅拌30min后配置成溶液。取干净 的FTO导电玻璃，导电玻璃一端用胶带保护好，然后把导电玻璃完全浸泡在溶液中，8s后取 出，然后再浸入到溶液中。玻璃片浸泡3次溶液后即可。待FTO导电玻璃晾干，放到马弗炉 中进行烧结，烧结温度550°C，保温时间30min，自然降温后取出，染料敏化太阳能电池光阳 极的致密层制备完成。实施例3:以钛酸四异丙酯为钛源原料，以异丙醇为有机溶剂，制备染料敏化太阳能电池致密层。 将IOOml的异丙醇剧烈搅拌下缓慢滴入5ml钛酸四异丙酯，搅拌30min后配置成溶液。取 干净的ITO导电玻璃，导电玻璃一端用胶带保护好，把导电玻璃完全浸泡在溶液中，IOs后 取出，然后再浸入到溶液中，玻璃片浸泡3次溶液后即可。待ITO导电玻璃晾干，放到马弗 炉中进行烧结，烧结温度500°C，保温时间45min，自然降温后取出，染料敏化太阳能电池光 阳极的致密层制备完成。实施例4:以四氯化钛为钛源原料，以乙醇为有机溶剂，制备染料敏化太阳能电池致密层。将IOOml 的乙醇剧烈搅拌下缓慢滴入2ml四氯化钛，搅拌30min后配置成溶液。取干净的FTO导电 玻璃，导电玻璃一端用胶带保护好，把导电玻璃完全浸泡在溶液中，5s后取出，然后再浸入到 溶液中，玻璃片浸泡3次溶液后即可。待ITO玻璃晾干，放到马弗炉中进行烧结，烧结温度 480°C，保温时间55min，自然降温后取出，染料敏化太阳能电池光阳极的致密层制备完成。权利要求，其特征在于将钛源按体积百分比(2-10)100的比例加入到有机溶剂中搅拌均匀配制成浸泡溶液待用，取干净的导电玻璃浸泡在所述溶液中，经过浸泡，提出，再浸泡，再提出……连续浸泡3次以上，每次浸泡时间5-10秒，完成浸泡取出后，待导电玻璃晾干，然后进行烧结，烧结温度450℃-550℃，保温时间30min-60min，自然降温后即在导电玻璃表面形成一层致密的二氧化钛薄膜层。2.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池致密层制备方法，其特征在于所述 的导电玻璃是ITO玻璃或FTO玻璃。3.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池致密层制备方法，其特征在于所述 的钛源包括钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯、四氯化钛中的一种。4.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池致密层制备方法，其特征在于所述 的有机溶剂有乙醇、异丙醇、石油醚中的一种。全文摘要本专利技术公开，将钛源与有机溶剂按体积百分比(2-10)∶100的比例混合，配制成浸泡溶液待用，取干净的导电玻璃浸泡在所述溶液中，经过浸泡，提出，再浸泡，再提出，连续浸泡3次以上，每次浸泡时间5-10秒，完成浸泡取出后，待导电玻璃晾干，放入马弗炉中进行烧结，烧结温度450℃-550℃，保温时间30min-60min，自然降温后即在导电玻璃表面形成一层致密的二氧化钛薄膜层，采用本专利技术制得的染料敏化太阳能电池致密层可以提高TiO2薄膜的附着力，同时还可以防止电解质中的碘离子与二氧化钛中光电子产生复合，提高太阳能电池的光电转换效率。文档编号H01G9/004GK101866747SQ20101020593公开日2010年10月20日 申请日期2010年6月22日 优先权日2010年6月22日专利技术者杨志军 申请人:彩虹集团公司 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种染料敏化太阳能电池致密层的制备方法，其特征在于：将钛源按体积百分比（２－１０）：１００的比例加入到有机溶剂中搅拌均匀配制成浸泡溶液待用，取干净的导电玻璃浸泡在所述溶液中，经过浸泡，提出，再浸泡，再提出……连续浸泡３次以上，每次浸泡时间５－１０秒，完成浸泡取出后，待导电玻璃晾干，然后进行烧结，烧结温度４５０℃－５５０℃，保温时间３０ｍｉｎ－６０ｍｉｎ，自然降温后即在导电玻璃表面形成一层致密的二氧化钛薄膜层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志军，
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]