一种太阳能电池光阳极的制备方法，包括以下步骤：1）在超声条件下，将TiO2纳米柱分散到的盐酸溶液中；2）将PSS水溶液加入到TiO2纳米柱悬浮液中，搅拌均匀；3）去除未吸附的聚电解质PSS；4）将TiO2纳米柱/PSS复合结构分散到水中，向其中加入TiO2溶胶粒子；5）去除未吸附的TiO2溶胶粒子；6）去除聚电解质PSS；7）将TiO2纳米柱/TiO2纳米粒子复合结构分散到的TiO2醇溶胶中；8）采用刮涂法将浆料涂在导电磨粒基底，焙烧得到TiO2纳米柱/TiO2纳米粒子复合光阳极；9）浸泡在光敏剂中24~48h，得到染料敏化的光阳极。本发明专利技术能提高光电转换效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
光阳极是染料敏化太阳能电池的重要组成部分，光阳极材料的结构及物理、化学性能在很大程度上决定了染料敏化太阳能电池的光电转化效率。由于锐态矿TiO2 (二氧化钛)纳米粒子具有较大的比表面积、制备工艺简单、成本低等优点，是最早广泛使用的光阳极材料。但是，光生电子在纳米粒子膜电极中的扩散距离较短，光生电子的复合几率高。近年来，研究工作者采取一系列的措施优化光阳极的结构，一种方法是使用一维的纳米线、纳米棒、纳米纤维等作为光阳极的材料，因为它们能够提高光生电子的传输速率，增强对光的散射。但是一维纳米材料的比表面积一般较小(粗糙因子小于200)，这不利于光电池获得较高的光电流，光电池效率一般较低。由于零维纳米粒子能够吸附较多的染料，而一维纳米材料加快光生电子的传输速率，因此一维/零维纳米复合结构是一种理想的染料敏化太阳能电池光阳极材料。
技术实现思路
为了克服已有太阳能电池光阳极的制备方法的光电转换效率较低的不足，本专利技术提供一种提高光电转换效率的太阳能电池光阳极的制备方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是，所述制备方法包括以下步骤I)在超声条 件下，将TiO2 (二氧化钛)纳米柱分散到的盐酸溶液中，形成TiO2 (二氧化钛)纳米柱悬浮液，所述盐酸溶液的pH=2. 5^4,所述TiO2纳米柱与盐酸溶液的质量体积比为1: (100 750)，单位为g/mL (克/毫升)；2)将PSS (聚苯磺酸钠)水溶液加入到TiO2 (二氧化钛)纳米柱悬浮液中，PSS (聚苯磺酸钠)水溶液的pH=2. 5 4，所述PSS (聚苯磺酸钠)水溶液与TiO2 (二氧化钛)纳米柱悬浮液的体积比为1:(2 7. 5);搅拌均匀，在搅拌过程中PSS (聚苯磺酸钠)吸附到TiO2 (二氧化钛)纳米柱的表面，形成TiO2 (二氧化钛)纳米柱/PSS (聚苯磺酸钠)复合结构的坯料；3)去除未吸附的聚电解质PSS (聚苯磺酸钠)，得到TiO2 (二氧化钛)纳米柱/PSS(聚苯磺酸钠)复合结构；4)将TiO2 (二氧化钛)纳米柱/PSS (聚苯磺酸钠)复合结构分散到水中，所述TiO2(二氧化钛)纳米柱/PSS (聚苯磺酸钠)复合结构与水的质量体积比为1:(50飞00)，单位为g/mL ;向其中加入TiO2 (二氧化钛)溶胶粒子,所述TiO2纳米柱/PSS (聚苯磺酸钠)复合结构与TiO2 (二氧化钛)溶胶粒子的质量体积比为1:(1. 2 10)，单位为g/mL，搅拌均匀，得到TiO2 (二氧化钛)纳米柱/PSS/Ti02 (二氧化钛)纳米粒子的坯料；5)去除未吸附的TiO2 (二氧化钛)溶胶粒子，得到纳米柱/PSS (聚苯磺酸钠VTiO2(二氧化钛)纳米粒子；6)在40(T600 ° C条件下焙烧0. 5 2 h，去除聚电解质PSS (聚苯磺酸钠)，得到吸附次数n=l的TiO2 (二氧化钛)纳米柱/TiO2 (二氧化钛)纳米粒子复合结构；7)将TiO2 (二氧化钛)纳米柱/TiO2 (二氧化钛)纳米粒子复合结构分散到的TiO2(二氧化钛)醇溶胶中，所述TiO2 (二氧化钛)纳米柱/TiO2 (二氧化钛)纳米粒子复合结构与TiO2 (二氧化钛)醇溶胶的质量体积比为1:(60飞00)，单位为g/mL ;搅拌均匀，得到DSSCs光阳极的浆料；8)采用刮涂法将浆料涂在导电磨粒基底，在空气中干燥2(T40 min后，在35(T600° C条件下焙烧20 60 min，其中升温速率0. 8 1. 5 ° C/min，再冷却至室温；得到TiO2(二氧化钛)纳米柱/TiO2 (二氧化钛)纳米粒子复合光阳极；9)将TiO2 (二氧化钛)纳米柱/TiO2 (二氧化钛)纳米粒子复合光阳极浸泡在光敏剂中24 48 h，得到染料敏化的光阳极。进一步，所述步骤3)中，通过离心、水洗、再分散去除未吸附的聚电解质PSS (聚苯磺酸钠)。再进一步，所述步骤5)中，通过离心、水洗、再分散去除去除未吸附的TiO2 (二氧化钛)溶胶粒子。更进一步，所述步骤8)中，冷却至室温后，再次采用刮涂、焙烧。本专利技术的有益效果主要表现在通过改变组装次数可以有效调控TiO2 (二氧化钛)纳米柱与纳米粒子的组份。系统地的研究了不同的纳米柱与纳米粒子的组成对光电转化效率的影响，集成运用表面光电压谱和电化学阻抗谱探讨了影响光电池转换效率的因素。附图说明图1为单纯的TiO2 (二氧化钛)纳米柱光电池CO (a)，TiO2 (二氧化钛)纳米柱/纳米粒子机械混合光电池CM(e)以及TiO2 (二氧化钛)纳米柱/纳米粒子复合光电池C3 (b),C5 (c), C7(d)的光电流-电压曲线。图2为单纯的TiO2 (二氧化钛)纳米柱光电池CO (a) ,TiO2 (二氧化钛)纳米柱/纳米粒子机械混合光电池CM(e)以及TiO2 (二氧化钛)纳米柱/纳米粒子复合光电池C3 (b),C5(c), C7(d)的电化学阻抗谱图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。实施例1参照图1和图2，，所述制备方法包括以下步骤I)在超声条件下，将TiO2 (二氧化钛)纳米柱分散到的盐酸溶液中，形成TiO2 (二氧化钛)纳米柱悬浮液，所述盐酸溶液 的pH=2. 5 4,所述TiO2 (二氧化钛)纳米柱与盐酸溶液的质量体积比为1:(100 750)，单位为g/mL ；2)将PSS (聚苯磺酸钠)水溶液加入到TiO2 (二氧化钛)纳米柱悬浮液中，PSS (聚苯磺酸钠)水溶液的pH=2. 5 4，所述PSS (聚苯磺酸钠)水溶液与TiO2纳米柱悬浮液的体积比为1: (2 7. 5);搅拌均匀，在搅拌过程中PSS (聚苯磺酸钠)吸附到TiO2 (二氧化钛)纳米柱的表面，形成TiO2 (二氧化钛)纳米柱/PSS (聚苯磺酸钠)复合结构的坯料；3)去除未吸附的聚电解质PSS (聚苯磺酸钠)，得到TiO2 (二氧化钛)纳米柱/PSS(聚苯磺酸钠)复合结构；4)将TiO2 (二氧化钛)纳米柱/PSS (聚苯磺酸钠)复合结构分散到水中，所述TiO2(二氧化钛)纳米柱/PSS (聚苯磺酸钠)复合结构与水的质量体积比为1:(50飞00)，单位为g/mL ;向其中加入TiO2 (二氧化钛)溶胶粒子,所述TiO2 (二氧化钛)纳米柱/PSS (聚苯磺酸钠)复合结构与TiO2 (二氧化钛)溶胶粒子的质量体积比为1:(1. 2 10)，单位为g/mL，搅拌均匀，得到TiO2 (二氧化钛)纳米柱/PSS (聚苯磺酸钠)/TiO2 (二氧化钛)纳米粒子的坯料；5)去除未吸附的TiO2 (二氧化钛)溶胶粒子，得到纳米柱/PSS (聚苯磺酸钠VTiO2(二氧化钛)纳米粒子；6)在40(T600 ° C条件下焙烧0. 5 2 h，去除聚电解质PSS (聚苯磺酸钠)，得到吸附次数n=l的TiO2 (二氧化钛)纳米柱/TiO2 (二氧化钛)纳米粒子复合结构；7)将TiO2 (二氧化钛)纳米柱/TiO2 (二氧化钛)纳米粒子复合结构分散到的TiO2(二氧化钛)醇溶胶中，所述TiO2 (二氧化钛)纳米柱/TiO2 (二氧化钛)纳米粒子复合结构与TiO2 (二氧化钛)醇溶胶的质量体积比为1:(60飞00)，单位为g/mL ;搅拌均匀，得到DSSC本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种太阳能电池光阳极的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：1)在超声条件下，将TiO2纳米柱分散到的盐酸溶液中，形成TiO2纳米柱悬浮液，所述盐酸溶液的pH=2.5~4，所述TiO2纳米柱与盐酸溶液的质量体积比为1：（100~750），单位为g/mL；2)将PSS水溶液加入到TiO2纳米柱悬浮液中，PSS水溶液的pH=2.5~4，所述PSS水溶液与TiO2纳米柱悬浮液的体积比为1：（2~7.5）；搅拌均匀，在搅拌过程中PSS吸附到TiO2纳米柱的表面，形成TiO2纳米柱/PSS?复合结构的坯料；3)去除未吸附的聚电解质?PSS，得到TiO2纳米柱/PSS?复合结构；4)将TiO2纳米柱/PSS复合结构分散到水中，所述TiO2纳米柱/PSS复合结构与水的质量体积比为1：（50~500），单位为g/mL；向其中加入TiO2溶胶粒子，所述TiO2纳米柱/PSS复合结构与TiO2溶胶粒子的质量体积比为1：（1.2~10），单位为g/mL，搅拌均匀，得到TiO2纳米柱/PSS/TiO2纳米粒子的坯料；5)去除未吸附的TiO2溶胶粒子，得到纳米柱/PSS/TiO2纳米粒子；6)在400~600?°C条件下焙烧0.5~2?h，去除聚电解质PSS，得到吸附次数n=1的TiO2纳米柱/TiO2纳米粒子复合结构；7)将TiO2纳米柱/TiO2纳米粒子复合结构分散到的TiO2醇溶胶中，所述TiO2纳米柱/TiO2纳米粒子复合结构与TiO2醇溶胶的质量体积比为1：（60~500），单位为g/mL；搅拌均匀，得到DSSCs光阳极的浆料；8)采用刮涂法将浆料涂在导电磨粒基底，在空气中干燥20~40?min后，?在350~600?°C条件下焙烧20~60?min，其中升温速率0.8~1.5?°C/min，再冷却至室温；得到TiO2纳米柱/TiO2纳米粒子复合光阳极；9)将TiO2纳米柱/TiO2纳米粒子复合光阳极浸泡在光敏剂中24~48?h，得到染料敏化的光阳极。...
【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池光阳极的制备方法，其特征在于所述制备方法包括以下步骤 1)在超声条件下，将TiO2纳米柱分散到的盐酸溶液中，形成TiO2纳米柱悬浮液，所述盐酸溶液的pH=2. 5 4，所述TiO2纳米柱与盐酸溶液的质量体积比为1: (KKT750)，单位为g/mL ； 2)将PSS水溶液加入到TiO2纳米柱悬浮液中，PSS水溶液的pH=2.5 4，所述PSS水溶液与TiO2纳米柱悬浮液的体积比为1: (2 7. 5);搅拌均匀，在搅拌过程中PSS吸附到TiO2纳米柱的表面，形成TiO2纳米柱/PSS复合结构的坯料； 3)去除未吸附的聚电解质PSS，得到TiO2纳米柱/PSS复合结构； 4)将TiO2纳米柱/PSS复合结构分散到水中，所述TiO2纳米柱/PSS复合结构与水的质量体积比为1: (50飞00)，单位为g/mL ；向其中加入TiO2溶胶粒子，所述TiO2纳米柱/PSS复合结构与TiO2溶胶粒子的质量体积比为1: (1. 2 10)，单位为g/mL，搅拌均匀，得到TiO2纳米柱/PSS/Ti02纳米粒子的坯料； 5)去除未吸附的TiO2溶胶粒子，得到纳米柱/PSS/Ti02纳米粒子； 6)在400 600° C条件下焙烧0. 5 2 h，去除聚电解质PSS，得到吸附次数n=l的TiO2纳米柱/TiO2纳米粒子...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄水寿，张国良，郭加义，
申请(专利权)人：浙江大东南集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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