一种染料敏化太阳能电池的制备方法技术

本发明专利技术提供一种染料敏化太阳能电池的制备方法，先准备好印刷有银栅电极的光阳极导电玻璃基板和对电极导电玻璃基板，在光阳极的导电玻璃基板的银栅电极上蒸镀一层透明的ＬａＢ６层，然后在光阳极的导电玻璃基板上再喷涂一层硅烷偶联剂，干燥后，在光阳极的银栅电极的间隙印刷二氧化钛薄膜层，再进行烧结，将烧结处理后的光阳极导电玻璃基板放入配置好的染料溶液中对二氧化钛薄膜层进行染料敏化，由此制得光阳极；在对电极的导电玻璃基板上制作无机绝缘层并印刷铂电极，后进行烧结，由此得到对电极；最后将光阳极与对电极进行对接、灌注电解质进行封装。本发明专利技术所述的方法可保护银栅电极免受四氯化钛溶液以及电解质溶液的腐蚀，从而保证电池模块的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于太阳能电池
，特别涉及。
技术介绍
染料敏化太阳能电池因制作工艺简单，价格相对低廉，很有可能成为未来太阳能 电池的主导。目前在导电基底上设置的常用高电导率的辅助电极材料易被电解质腐蚀，即使是 辅助电极上制备了无机绝缘层(常用的介质材料)可以保护电极免受电解质腐蚀，但在四 氯化钛溶液修饰二氧化钛薄膜层时，保护辅助电极的绝缘层又容易被四氯化钛溶液腐蚀， 从而导致辅助电极被腐蚀。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，以保护银栅电极免 受四氯化钛溶液以及电解质溶液的腐蚀，从而保证电池模块的稳定性。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是提供一种染料敏化太阳能电池的制 备方法，其特征在于先准备好印刷有银栅电极的光阳极导电玻璃基板和对电极导电玻璃 基板，在光阳极的导电玻璃基板的银栅电极上蒸镀一层透明的LaB6层，然后在光阳极的导 电玻璃基板上再喷涂一层硅烷偶联剂，干燥后，在光阳极的银栅电极的间隙印刷二氧化钛 薄膜层，再进行烧结，再将烧结处理后的光阳极导电玻璃基板放入配置好的染料溶液中对 二氧化钛薄膜层进行染料敏化，由此制得光阳极；在对电极的导电玻璃基板上制作无机绝 缘层并印刷钼电极，后进行烧结，由此得到对电极；最后将光阳极与对电极进行对接、灌注 电解质进行封装。进一步的，所述的制备方法包括以下步骤1)在光阳极的导电玻璃基板和打好封装孔的对电极的导电玻璃基板上，通过丝网 印刷的方法各印刷一层银栅电极，然后在烘箱中150°C下干燥20分钟，再转移到电阻炉中 进行烧结，烧结温度为450-500°C，保温15-30分钟；2)将光阳极的导电玻璃基板放入到电子束蒸发腔室中，在银栅电极上蒸镀一层透 明的LaB6 (六硼化镧)层；3)在光阳极的导电玻璃基板上，喷涂一层有机硅烷偶联剂溶液，后在烘箱中 80-100°C下干燥10-20分钟，后印刷二氧化钛薄膜层，在450-500°C下进行烧结，保温10-25 分钟；4)将经过步骤1)、2)、3)处理后的光阳极的导电玻璃基板放入配置好的40mM的 40-65°C四氯化钛溶液中浸泡处理15-30分钟，然后从溶液中取出，用去离子水冲洗5分钟 后烘干进行烧结，烧结温度为450-50(TC，保温10-25分钟；5)将光阳极放入钌配合物二(四丁基铵)顺式-双(异硫氰基)双(2，2'-联3吡啶_4，4' - 二羧酸)钌(II)的染料溶液中，使二氧化钛薄膜层进行染料敏化24-72h ；由 此制得光阳极；6)在由步骤1)制得的对电极的导电玻璃基板上印刷白色反射层浆料，制作无机 绝缘层，后进行烧结，烧结温度为530-56(TC，保温15-30分钟；7)在由步骤6)制得的对电极的导电玻璃基板上，印刷钼电极，转移到电阻炉中进 行烧结，烧结温度为450-470°C，保温20-30分钟；由此制的对电极；8)将步骤5)得到的光阳极和步骤7)得到的对电极进行图形对位，采用ΙΟΟμπι的 Surlyn膜(沙林膜)在130-160°C下热压2_5分钟进行封装，得到半成品电池；9)使用真空泵从对电极的导电玻璃基板上的封装孔进行电解质灌注，灌注完成后 在封装孔上点上紫外固化胶，在紫外灯下照射1-5分钟，得到封装好的染料敏化太阳能电 池模块。其中，所述的导电玻璃基板为掺铟氧化锡或掺氟氧化锡的导电玻璃基板。所述硅烷偶联剂溶液是将有机硅烷偶联剂稀释100-200倍，溶剂为水、乙醇中的一种。所述LaB6层的厚度为150_300nm。与现有技术相比，本专利技术提供的染料敏化太阳能电池的制备方法，在光阳极玻璃 基板的辅助电极上制备一层化学稳定性好、耐腐蚀性强的LaB6层来保护光阳极基板上的辅 助电极，同时LaB6晶体是透明的，不影响玻璃的透光率。光阳极上制备的透明的LaB6层可 以不降低光线的透过率，反射层可以提高二氧化钛薄膜层对光子的利用，提高大面积电池 模块的光电转换效率。在对电极玻璃基板的的辅助电极上，制备一层反射层来保护对电极 基板上的辅助电极，同时可以将通过光阳极玻璃基板LaB6层透过的光线进行反射而被二氧 化钛层充分利用，提高电池的光电转换效率。在光阳极的二氧化钛层制备前过程中，在光阳 极的玻璃基底上喷涂一层硅烷偶联剂，很好地改善了二氧化钛薄膜浆料与玻璃基底的附着 力，提高了生产效率和产品的良品率。附图说明图1是是本专利技术的染料敏化太阳能电池的截面结构示意图；其中，1.光阳极的导电玻璃基板；2.导电层；3.银栅电极；4丄动6层；5. 二氧化钛 薄膜层；6.对电极的导电玻璃基板；7.导电层；8.银栅电极；9.无机绝缘层；10.钼电极； 11. Surlyn 膜。具体实施例方式实施例1，该电池的具体制备方法包括以下步骤准备工作将对电极导电玻璃基板6按图形设计的位置打封装孔，然后将光阳极 的导电玻璃基板1和对电极的导电玻璃基板6依次用洗洁精、丙酮、乙醇、去离子水进行超 声波清洗，每次清洗时间为5-20分钟，清洗完毕后用气枪吹干备用。所述的导电玻璃基板 1、6为掺铟氧化锡或掺氟氧化锡的导电玻璃基板。步骤一在光阳极的导电玻璃基板1和对电极的导电玻璃基板6上，按照设计的图形通过丝网印刷的方法各印刷一层银栅电极3、8。然后在烘箱中150°C下干燥20分钟，再 转移到电阻炉中进行烧结，烧结温度为450°C，保温30分钟。待炉温降低到室温后取出光阳 极的导电玻璃基板1和对电极的导电玻璃基板6。步骤二 将光阳极的导电玻璃基板1放入到电子束蒸发腔室中，按照设计的掩模 板在银栅电极上蒸镀一层透明的LaB6层4，厚度为150nm。蒸镀完毕后取出光阳极的导电 玻璃基板1。步骤三将有机硅烷偶联剂加水稀释100倍，然后将配制好的有机硅烷偶联剂溶 液喷涂在光阳极的导电玻璃基板1上，后在烘箱中100°C下干燥10分钟。按照设计的纳米 晶二氧化钛薄膜层的图形，在光阳极导电玻璃基板1上的银栅电极3间隙印刷二氧化钛薄 膜层5，首先印刷两层粒径较小的二氧化钛薄膜层作为吸收层，再印刷一层粒径较大的二氧 化钛薄膜层作为散射层，每层印刷后在烘箱中100°C下干燥10分钟，然后转移到电阻炉中 进行烧结，烧结温度为450°C，保温25分钟。步骤四将经过步骤一至三处理后的光阳极的导电玻璃基板1放入现配置好的 40mM的40°C四氯化钛溶液中浸泡30分钟，然后从溶液中取出，用去离子水反复冲洗5分钟 后烘干进行烧结，烧结温度为450°C，保温25分钟。步骤五待炉温降低到室温后取出，将光阳极的导电玻璃基板1放入配置好的钌 配合物二(四丁基铵)顺式-双(异硫氰基)双(2，2'-联吡啶_4，4' _ 二羧酸)钌(II) 的染料溶液中进行染料敏化24h。至此，光阳极制备完毕。步骤六在由步骤1)制得的对电极的导电玻璃基板6上，按照设计的图形，印刷两 层白色反射层浆料，制作无机绝缘层9，后进行烧结，烧结温度为530°C，保温30分钟。步骤七在由步骤六制得的对电极的导电玻璃基板6上，后按照设计的图形印刷 一层钼电极10，转移到电阻炉中进行烧结，烧结温度为470°C，保温20分钟。对电极制作完 毕。步骤八将制作好的光阳极和对电极按照图形进行对接，采用ΙΟΟμπι的Surlyn膜 130°C下热压5分钟进行封装，得到半成品电池。步骤九使用真空泵通过封装孔灌注电解质，灌注完成后在封本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于：先准备好印刷有银栅电极的光阳极导电玻璃基板和对电极导电玻璃基板，在光阳极的导电玻璃基板的银栅电极上蒸镀一层透明的ＬａＢ↓［６］层，然后在光阳极的导电玻璃基板上再喷涂一层硅烷偶联剂，干燥后，在光阳极的银栅电极的间隙印刷二氧化钛薄膜层，再进行烧结，再将烧结处理后的光阳极导电玻璃基板放入配置好的染料溶液中对二氧化钛薄膜层进行染料敏化，由此制得光阳极；在对电极的导电玻璃基板上制作无机绝缘层并印刷铂电极，后进行烧结，由此得到对电极；最后将光阳极与对电极进行对接、灌注电解质进行封装。

【技术特征摘要】
一种染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于先准备好印刷有银栅电极的光阳极导电玻璃基板和对电极导电玻璃基板，在光阳极的导电玻璃基板的银栅电极上蒸镀一层透明的LaB6层，然后在光阳极的导电玻璃基板上再喷涂一层硅烷偶联剂，干燥后，在光阳极的银栅电极的间隙印刷二氧化钛薄膜层，再进行烧结，再将烧结处理后的光阳极导电玻璃基板放入配置好的染料溶液中对二氧化钛薄膜层进行染料敏化，由此制得光阳极；在对电极的导电玻璃基板上制作无机绝缘层并印刷铂电极，后进行烧结，由此得到对电极；最后将光阳极与对电极进行对接、灌注电解质进行封装。2.如权利要求1所述的染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于所述的制备方 法具体包括以下步骤1)在光阳极的导电玻璃基板和打好封装孔的对电极的导电玻璃基板上，通过丝网印刷 的方法各印刷一层银栅电极，然后在烘箱中150°C下干燥20分钟，再转移到电阻炉中进行 烧结，烧结温度为450-500°C，保温15-30分钟；2)将光阳极的导电玻璃基板放入到电子束蒸发腔室中，在银栅电极上蒸镀一层透明的 LaB6 层；3)在光阳极的导电玻璃基板上，喷涂一层有机硅烷偶联剂溶液，后在烘箱中80-100°C 下干燥10-20分钟，后在光阳极的银栅电极的间隙印刷二氧化钛薄膜层，在450-500°C下进 行烧结，保温10-25分钟；4)将经过步骤1)、2)、3)处理后的光阳极的导电玻璃基板放入配置好的40mM的 40-65°C四氯化钛溶液中浸泡处理15-30分钟，然后从溶液中取出，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王香，
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]