染料敏化太阳能电池用分级结构光阳极及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种染料敏化太阳能电池用分级结构光阳极，有导电玻璃及覆在导电玻璃上的吸附染料层，所述吸附染料层是ＴｉＯ２－半导体分级结构膜，初级结构为ＴｉＯ２纳米纤维或／和ＴｉＯ２纳米管，次级结构为由半导体纳米纤维或／和半导体纳米管构筑的半导体纳米粒子、半导体纳米杆及半导体纳米线中的至少一种，即以一维分级结构（１－Ｄ？ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ）纳米材料作为染料敏化太阳能电池光阳极的染料吸附层，结合了一维纳米尺寸的结构特点和ＴｉＯ２／半导体复合体系界面形成的电偶极化的性质，可以增强电荷的传输和分离，提高电子传输效率；同时，巨大的比表面积，可有效提高染料吸附量，提高光的利用效率，从而进一步提高染料敏化太阳电池的光电转换效率，光电转换效率达１０％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种染料敏化太阳能电池光阳极及其制备方法，尤其是一种可有效提高染料吸附量、提高光的利用效率，从而进一步提高染料敏化太阳电池光电转换效率的染 料敏化太阳能电池用分级结构光阳极及其制备方法。
技术介绍
染料敏化太阳能电池(DSC)光阳极的染料吸附量、光的利用效率是直接影响染料 敏化太阳电池光电转换效率的主要因素，为此光阳极材料不但要具有大的比表面积，而且 光生电子还能够在光阳极中快速传递。研究表明，只有化学吸附在半导体表面的单层染料 分子才能产生有效的敏化效率，而多层染料会阻碍电子的传输，为此，以往的染料敏化太阳 能电池光阳极是在导电玻璃上覆有单层的二氧化钛(Ti02)膜并吸附光敏化剂(染料)。然 而，因单层二氧化钛(Ti02)膜单位面积内所含的二氧化钛质量小，所以单位面积膜所具有 的表面积就小，单层吸附的染料分子数也随之减少，故单层染料分子仅能有效利用1%的入 射光，从而导致染料敏化太阳能电池光生电流及总能量转化效率较低。除此之外，以往光阳 极的单层Ti02膜最常用的是基于Ti02纳米粒子的纳晶多孔薄膜，因在Ti02纳米粒子之间 的界面上存在晶界(grain bound本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种染料敏化太阳能电池用分级结构光阳极，有导电玻璃及覆在导电玻璃上的吸附染料层，其特征在于：所述吸附染料层是ＴｉＯ２－醋酸盐分级结构膜，初级结构为ＴｉＯ２纳米纤维或／和ＴｉＯ２纳米管，次级结构为由半导体纳米纤维或／和半导体纳米管构筑的半导体纳米粒子、半导体纳米杆及半导体纳米线中的至少一种。

【技术特征摘要】
一种染料敏化太阳能电池用分级结构光阳极，有导电玻璃及覆在导电玻璃上的吸附染料层，其特征在于所述吸附染料层是TiO2-醋酸盐分级结构膜，初级结构为TiO2纳米纤维或/和TiO2纳米管，次级结构为由半导体纳米纤维或/和半导体纳米管构筑的半导体纳米粒子、半导体纳米杆及半导体纳米线中的至少一种。2. 根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池用分级结构光阳极，其特征在于所述 半导体为Ti02、 ZnO、 Sn02、 Mg0、 NiO、 Mn02或Co304。3. —种如权利要求1所述的染料敏化太阳能电池用分级结构光阳极的制备方法，其特 征在于按如下步骤进行a. 将1 10毫升的有机钛醇盐加入到10 20毫升的无水乙醇中，搅拌均匀后，加入 0. 1 1. 5毫升醋酸，继续搅拌至形成微黄色透明澄清的溶液，得到Ti02溶胶液；b. 取0. 5 2克半导体醋酸盐溶解于10 20毫升无水乙醇中，搅拌至形成透明澄清 的溶液，得到醋酸盐溶液；c. 取0. 1 2毫升Ti02溶胶液，加入到0. 1 2毫升醋酸盐溶液中，搅拌至形成黄色 透明澄清的溶液，得到Ti02-醋酸盐混合溶液；d. 将0. 1 3毫升Ti02-醋酸盐溶液加入到15 40%质量浓度的5 20毫升聚合 物乙醇溶液中，搅拌120分钟 180分钟，得到Ti02-醋酸盐/聚合物纺丝溶液；e. 采用静电纺丝技术在导电玻璃上制备Ti02-醋酸盐/聚合物复合纳米纤维膜，膜厚 度为1 20微米。f. 将覆有0. 1克 3克Ti02-醋酸盐/聚合物复合纳米纤维膜的导电玻璃浸入草 酸-乙醇溶液中，草酸与乙醇的体积配比为100 : 0 100,30 7(TC下放置在摇床中，反 应1 24小时，待自然冷却至室温后，经洗涤、干燥，最后以升温速率为1 10°C /min...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘超，汪静，
申请(专利权)人：大连水产学院，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]