CN102420050A - 工作电极、其制作方法及含该电极的染料敏化太阳能电池 - Google Patents

工作电极、其制作方法及含该电极的染料敏化太阳能电池 Download PDF

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刘念慈
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陈信伟
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Abstract

本发明提供一种工作电极的制备方法，该方法包含以下步骤：提供一光电极，其包含一含有半导体材料的导电基板；提供一染料溶液，其包含一溶于一溶剂中的染料；及施予一电压以使所述染料经电泳作用而吸附于所述半导体材料的表面。本发明的方法借着电泳作用而使染料得以快速地吸附于半导体材料的表面，而显着地缩短了染料敏化太阳能电池的制备时间。本发明还提供了由上述方法所制得的工作电极以及包含该工作电极的染料敏化太阳能电池。

Description

工作电极、其制作方法及含该电极的染料敏化太阳能电池
技术领域
本发明是关于一种染料敏化太阳能电池的工作电极的制备方法，尤其是指一种利用电泳作用的染料敏化太阳能电池的工作电极的制备方法。
背景技术
在能源耗竭与环境保护的双重难题下，太阳能是极具潜力的绿色能源。由于硅晶太阳能电池的成本昂贵，使得具有低成本发电组件的染料敏化太阳能电池(dye-sensitizedsolar cell，DSSC)的技术开发逐渐受到重视。
请参阅图1，染料敏化太阳能电池100的主要内部结构包含工作电极(阳极)110、对电极(阴极)120、电解质130。所述阳极110包含导电基板111和接收太阳光能量的感光层112，而阴极120则包含导电基板121以及适当厚度的触媒层122。所述导电基板111、121视其基材113、123材质而定，例如：若所述基材113、123为非导电或导电性较差的材料，可分别于基材113、123上设有由导电材料所构成的导电层114和124。感光层112含有表面吸附有光激发染料的半导体材料，而电解质130的主要成分为含碘及碘离子的有机溶液。
由于染料敏化太阳能电池的结构简单，因此若使用塑料或钛板作为基材113、123，所制成的染料敏化太阳能电池便得以具有可挠特性，而适合于更多用途。除此之外，基材113、123亦可为玻璃材质。
简单来说，染料敏化太阳能电池的工作原理是：(1)感光层中的半导体材料受光子激发，使其中的染料成为氧化态并产生电子/空穴；(2)电子导入导电基板的导电材料中，并经外部电路传递出去；(3)藉由电解质中的氧化还原对将氧化态的染料还原至基态；及(4)藉由外部电路所获得的电子于阴极上还原氧化还原对。
为了扩张染料敏化太阳能电池产业的发展，缩短染料敏化太阳能电池的制作过程是非常关键的技术。在染料敏化太阳能电池的制作过程中，最耗时的步骤是使染料吸附至半导体材料的表面。目前最常使用的方式是将光电极(即，设有半导体材料如二氧化钛的导电基板)浸泡于染料溶液中，这种方式在室温中需要耗费约十个小时以上才能使染料完全吸附于光电极的半导体材料的表面。而即使提高浸泡的温度至50℃，也需要耗费约3至5个小时才能完成此吸附程序。这使得时间成本不易控制，而影响了染料敏化太阳能电池产业的发展。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种工作电极的制备方法，其包含改良的染料吸附技术，以大幅缩短染料吸附所需的时间。
本发明的又一目的是提供一种工作电极及含该工作电极的染料敏化太阳能电池，其制备时间因改良的染料吸附技术而大幅缩短，而达到节省时间成本的目的。
为达到上述目的，本发明提供了一种工作电极的制备方法，该方法包含以下步骤：
提供一光电极(photoelectrode)，其包含一含有半导体材料的导电基板；
提供一染料溶液，其包含一溶于一溶剂中的染料；及
施予一电压以使所述染料经电泳作用而吸附于所述半导体材料的表面。
本发明还提供了一种工作电极的制备方法，该方法包含以下步骤：
提供一导电基板；
提供一混合液，其包含一吸附染料的半导体材料，其中所述吸附染料的半导体材料是溶于一溶剂中；及
施予一电压以使所述吸附染料的半导体材料经电泳作用而吸附于所述导电基板的表面。
本发明还提供了一种工作电极，其是由本发明所述的方法所制得。
本发明还提供了一种染料敏化太阳能电池，其包含本发明所述的工作电极。
较佳地，所述方法进一步提供一电极，该电极与所述光电极形成电回路以执行所述电泳作用。
较佳地，所述半导体材料为一半导体纳米材料；较佳地，所述半导体纳米材料的材质为二氧化钛、氧化锌、二氧化锆或其组合。
较佳地，所述导电基板的材质为金属。
较佳地，所述导电基板是于表面涂布有导电材料的基材；较佳地，所述基材的材质为玻璃、塑料或金属；较佳地，所述导电材料为铟锡氧化物(ITO)、掺氟氧化锡(FTO)、掺锑氧化锡(ATO)、掺铝氧化锌(AZO)、掺镓氧化锌(GZO)、掺铟氧化锌(IZO)或其组合。
较佳地，所述溶剂为有机溶剂。
较佳地，所述有机溶剂包含3-甲氧基丙腈(3-methoxypropionitrile)、γ-丁内酯(γ-butyrolactone)、二甲基甲酰胺(N，N’-dimethylformamide)、乙腈(acetonitrile)、戊腈(valeronitrile)、二甲基乙酰胺(N，N’-dimethylacetamide)、二氯甲烷(dichloromethane)、二氯乙烷(dichloroethane)、二甲基亚砜(dimethylsulfoxide)、甲醇(methanol)、乙醇(ethanol)、丙醇(propanol)、异丙醇(lsopropylalcohol)、正丁醇(n-butyl alcohol)或其组合。
较佳地，所述电压为10～1000伏特。
综上所述，本发明的方法是利用电泳原理使染料吸附至半导体材料的表面，在施予适当电压的情况下，仅需耗费约5分钟的时间便可使染料完成吸附至半导体材料的表面，据此，本发明的方法可大幅度缩短工作电极及染料敏化太阳能电池的制作时间，提升染料敏化太阳能电池产业的发展。
附图说明
图1显示传统染料敏化太阳能电池各层体结构的示意图。
图2显示本发明实施例一所用的电泳装置的示意图。
图3呈现本发明样本5的染料敏化太阳能电池的I-V曲线。
图4呈现比较例1以及本发明样本2的染料敏化太阳能电池的I-V曲线。
图5显示本发明实施例三所用的电泳装置的示意图。
图中主要符号说明：
100-----染料敏化太阳能电池           110-----工作电极
111-----导电基板                     112-----感光层
113-----基材                         114-----导电层
120-----对电极                       121-----导电基板
122-----触媒层                       123-----基材
124-----导电层                       130-----电解质
200-----电泳装置                     210-----电泳槽
211-----液面                         212-----电回路
220-----第一电极                     230-----光电极(第二电极)
231-----半导体纳米材料               240-----染料
300-----电泳装置                     310-----电泳槽
311-----液面                         312-----电回路
320-----第一电极                     330-----导电基板(第二电极)
340-----染料                         350-----吸附染料的二氧化钛
具体实施方式
于本发明的一实施态样中，本发明的工作电极的制备方法包含以下步骤：首先，提供一光电极。本发明所述的“光电极”是指一设有半导体材料的导电基板。本发明所述的“导电基板”的定义为：在电池操作环境中，具有优良导电能力的基板。所述导电基板的基材是指提供整体导电基板主要物理支撑力的材质，包括，但不限于：玻璃、塑料、金属或其组合。若欲制作具有可挠特性的染料敏化太阳能电池，则可选用具有可挠性特质的塑料或金属(如，适当厚度的钛板)作为导电基板的基材。所述塑料包括，但不限于：聚对苯二甲酸二乙酯(PET，polyethylene terephthalate)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN，polyethylene naphthalate)或聚酰亚胺(PI，polyimide)。若采用玻璃或塑料做为所述导电基板的基材，则需于该基材预设用于涂布半导体材料的一面，先涂布一由导电材料所构成的导电层，使该导电层夹附于所述基材与所述半导体材料之间，所述导电材料包括，但不限于：铟锡氧化物(ITO)、掺氟氧化锡(FTO)、掺锑氧化锡(ATO)、掺铝氧化锌(AZO)、掺镓氧化锌(GZO)、掺铟氧化锌(IZO)或其组合；若采用金属做为所述导电基板的基材，则无需限制是否设置所述导电层。设置所述导电层的方式包括，但不限于：蒸镀、溅镀、涂布或化学气相沉积(CVD)。
较佳地，本发明所述的“半导体材料”为半导体纳米材料，纳米等级的半导体材料可使光电极的有效受光表面积增加为导电基板表面积的1000倍以上，因此得以提升整体染料敏化太阳能电池的效能。所述半导体纳米材料包括，但不限于二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、二氧化锆(ZrO2)或其组合。
本发明所述“提供一光电极”的方法无需加以限制，举例来说，可使用简易刮刀将所述半导体纳米材料涂布于所述导电基板(或所述导电层)的表面以制得光电极；或者，也可藉电泳作用将半导体纳米材料设置于所述导电基板(或所述导电层)的表面以制得光电极。
接着，提供一染料溶液，其包含溶于一溶剂中的染料。本发明所述的“染料”是指光激发染料，其能被光能激发为氧化态，而传递出电子/空穴。本发明所使用的光激发染料无需加以限制，举例来说，如所属领域已知的Z907、N3或N719染料。此外，较佳地，本发明的染料溶液的浓度为0.05～0.5mM。
本发明所述的“溶剂”是指一溶剂，其能适当地溶解所述染料以制得适用于电泳作用的所述染料溶液。所述溶剂为有机溶剂。可行地，本发明的溶剂为腈类溶剂、酯类溶剂、酰胺类溶剂、烷类溶剂、醇类溶剂或其组合；举例来说，所述有机溶剂包含：3-甲氧基丙腈、γ-丁内酯、二甲基甲酰胺、乙腈、戊腈、二甲基乙酰胺、二氯甲烷、二氯乙烷、二甲基亚砜、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇或其组合。
此外，值得注意的是，染料溶于所述溶剂之后会呈现一电性；举例来说，所述Z907、N3或N719染料溶于适当的溶剂之后会带有负电荷，因此，在电泳作用中，该带有负电荷的染料会朝向正极移动。
接着，取得一电泳装置，其包含一电泳槽和一个电极(第一电极)。所属领域的技术人员当可理解，欲进行电泳作用，至少需要两个被施予相反电压的电极，据此，所述光电极是作为所述电泳装置中的另一个电极(第二电极)。然后，将所述光电极与第一电极分别设置于所述电泳槽中；其中，所述光电极与第一电极的间隔距离无须加以限制。接着，将所述染料溶液倒入所述电泳槽中；较佳地，使所述染料溶液的液面高于所述光电极与第一电极的高度。
最后，施予一电压以进行电泳作用；其中，所述光电极被施予与所述染料所带的电性相反的电压，以及所述第一电极被施予与染料所带的电性相同的电压；举例来说，所述Z907、N3或N719染料溶于适当的溶剂之后会带有负电荷，因此，所述光电极被施予正电压，而所述第一电极则被施予负电压。据此，所述光电极、第一电极以及染料溶液可形成一电回路而产生一电泳作用，因而使带负电的染料移动至所述带正电的光电极，并吸附于所述光电极的半导体材料的表面。据此，经染料吸附的所述光电极则可做为染料敏化太阳能电池所用的工作电极；较佳地，所述经染料吸附的光电极是进一步经所述溶剂清洗，以洗去未稳定吸附于所述半导体材料上的染料。
于本发明的另一实施态样中，本发明的工作电极的制备方法包含以下步骤：首先，提供一所述导电基板。接着，提供一0.05～0.5mM的染料溶液以及一0.1～30wt％的半导体材料悬浮液；所述染料溶液包含一溶于所述溶剂中的染料，且所述半导体材料悬浮液包含一悬浮于所述溶剂中的半导体材料。然后，将所述染料溶液以及半导体材料悬浮液均匀混合为一混合液，其中所述染料是吸附于所述半导体材料的表面，而形成吸附染料的半导体材料。
所述染料溶液与半导体材料悬浮液混合的方法无须限制，只要能使所述染料吸附于所述半导体材料的表面即可，举例来说，以搅拌的方式使所述染料溶液与半导体材料悬浮液相互均匀混合。值得注意的是，由于所述半导体材料悬浮液中的半导体材料是处于悬浮状态，因此在本发明方法的混合过程中，所述半导体材料与染料溶液中的染料接触的机会会比习用方法多，而可缩短所述染料吸附于半导体材料的表面上的时间。
值得注意的是，染料溶于所述溶剂之后会呈现一电性；举例来说，所述Z907、N3或N719染料溶于适当的溶剂之后会带有负电荷；据此，所述吸附染料的半导体材料的表面会带有负电荷，而在电泳作用中会朝向正极移动。
接着，如前所述准备一电泳装置，其包含一电泳槽和一电极(第一电极)，并以所述导电基板做为电泳装置中的另一个电极(第二电极)。然后，将所述第一电极与第二电极分别设置于电泳槽中；其中，所述第一电极与第二电极的间隔距离无须加以限制。接着，将所述混合液倒入电泳槽中；较佳地，使所述混合液的液面高于所述第一电极与第二电极的高度。
最后，施予一电压以进行电泳作用；其中，所述第二电极被施予与所述染料所带的电性相反的电压，以及所述第一电极被施予与染料所带的电性相同的电压；举例来说，所述Z907、N3或N719染料溶于适当的溶剂之后会带有负电荷，因此，所述第二电极被施予正电压，而所述第一电极则被施予负电压。据此，所述第一电极、第二电极以及所述混合液可形成一电回路而产生一电泳作用，因而使带负电的所述吸附染料的半导体材料移动至所述带正电的第二电极，并吸附于所述第二电极(即，所述导电基板)的表面而形成一感光层。据此，藉电泳作用而设有所述感光层的导电基板则可做为染料敏化太阳能电池的工作电极。
于较佳实施例中，准备一第一混合液及一第二混合液，其中，所述第一混合液含有吸附第一染料的半导体材料，而所述第二混合液含有吸附第二染料的半导体材料。于电泳作用中，首先倒入所述第一混合液并进行电泳作用，使吸附第一染料的半导体材料吸附于所述导电基板上，而形成第一感光层。接着，再倒入第二混合液并进行电泳作用，使吸附第二染料的半导体材料吸附于所述第一感光层上，而形成第二感光层。据此，依本发明的方法，可迅速地制备出具有至少一层感光层的工作电极，其中每一感光层含有不同的染料，据此，可扩大本发明的染料敏化太阳能电池的吸收波段。
于本发明之另一实施态样中揭露一含有本发明的工作电极的染料敏化太阳能电池。所述染料敏化太阳能电池亦设有一对电极，所述对电极包含一导电基板；可行地，进一步包含一触媒层。所述导电基板如前面所定义。所述触媒层的材质可参考传统的染料敏化太阳能电池的触媒层，而无需加以限制，如，金属触媒或非金属触媒。该金属触媒包括，但不限于：铂；该非金属触媒包括，但不限于：硫化钴、硫化镍、三硫化二铁或其组合。将所述触媒层设置于所述导电基板上以制备本发明的对电极(阴极)的方法是采用已知技术，包括，但不限于：真空镀膜。
本发明的染料敏化太阳能电池的电解质包含：含碘及碘离子的有机溶剂。所述含碘及碘离子的有机溶剂为所属领域已知，而无需加以限制，举例来说，将使用1-丁基-3-甲基-碘化咪唑铵(1-Butyl-3-methyl-midazolium iodide，BMImI)溶于一有机溶剂中以提供碘离子，而使用的有机溶剂包括，但不限于：乙腈(acetonitrile)、3-甲氧基丙腈(3-methoxypropionitrile，MPN)、γ-丁内酯(γ-butyro lactone，GBL)、二甲基甲酰胺(N，N’-dimethylformamide)、二甲基乙酰胺(N，N’-dimethylacetamide)或二甲基亚砜(dimethylsulfoxide)。
本发明的电解质可进一步添加4-第三丁基吡啶(4-tert-butylpyridine，TBP)，以提升染料敏化太阳能电池的开路电压，有效提升整体电池的效率、硫氰酸胍(guanidiniumthiocyanate，GuSCN)以提升染料敏化太阳能电池的光电压(photovoltage)；和/或1-甲基苯并咪唑(NMBI)以修饰二氧化钛的性质，而改善电池效率。本发明的染料敏化太阳能电池的封装材料为已知的热塑膜或UV胶，但无需加以限制。
关于组装本发明的染料敏化太阳能电池的方法，简单地说，将封装材料置于所述工作电极和对电极之间后，照射紫外光或加热使所述封装材料固化且稳定连结于所述工作电极和对电极。接着将所述电解质灌入并充满于所述封装材料与工作电极和对电极所形成的内部空间，便完成含有本发明的电解质的染料敏化太阳能电池。
以下实施例是用于进一步了解本发明的优点，并非用于限制本发明的保护范围。此外，以下附图仅用以示意本发明方法中各组件的运作关系，而不用于限制本发明方法施行的方式和各组件间的大小比例。
实施例一：本发明的工作电极的制备
本实施例是采用本发明的方法以制备本发明的样本1～5，其中，所述样本1～5的各项参数整理如下表一：
表一：本实施例的样本1～5的各项参数
  样本   1   2   3   4   5
  导电基板   钛箔   玻璃/FTO   PET/ITO   钛箔   钛板
  半导体纳米材料   TiO2   TiO2   TiO2   TiO2   TiO2
  光激发染料   N719   Z907   N719   N3   N719
  溶剂   二氯甲烷   乙腈   正丁醇   戊腈   乙醇+乙腈
  电压   50V   100V   20V   250V   500V
  电泳时间   4分钟   5分钟   7分钟   4分钟   3分钟
除了上表一所列的参数以外，各样本的制作方式完全相同。简单地说，以样本1为例，首先取得一钛箔(Ti foil，可挠性钛板)，由于钛本身具有导电性，因此无须再设置导电层。接着，以简易刮刀在所述钛箔的一侧表面均匀涂布一层厚度约为15μm的二氧化钛(TiO2)层，即制得TiO2光电极。然后将所述TiO2光电极裁切为1.5厘米×2厘米(长×宽)的大小后，置于烘烤炉中以500℃烧结30分钟，以强化TiO2纳米颗粒之间的连接力。
此后，将0.036克的N719染料加入100ml的二氯甲烷中，经适当搅拌以使染料溶入二氯甲烷中，而制得一浓度为0.3mM的染料溶液。
请参图2，接着准备一电泳装置200，其包含电泳槽210和第一电极220，将第一电极220和光电极(第二电极)230置入电泳槽中，于本实施例中，第一电极220和光电极230是距离1厘米。然后将所述染料溶液倒入电泳槽210中，使液面211盖过第一电极220和光电极230。接着，使用电源供应器212连接第一电极220和光电极230以形成电气连接。由于溶于染料溶液中的染料240带负电，因此，对光电极230施予正电压，而对第一电极220施予负电压。据此，借着电泳作用，所述染料240会朝向正极(即，所述光电极230)移动，如图中箭头所指方向，并吸附于所述光电极230的半导体纳米材料231(例如：二氧化钛颗粒)的表面上。
持续施予电压使电泳作用反应4分钟，直到染料240吸附于所述半导体纳米材料231上而达到所需的程度为止，较佳是使所述染料240完全覆盖半导体纳米材料231的表面。将光电极230取出，以二氯甲烷洗去未稳定吸附于半导体纳米材料231上的染料240，即制得本实施例样本1的工作电极。
本实施例的样本2～5采用如样本1所述的方法制备，但依据表一中所记载的内容改变制作过程中的参数。
实施例二：本发明的染料敏化太阳能电池的制备与测试结果
使用实施例一中所制得的工作电极来制备染料敏化太阳能电池。本实施例以所述样本2和样本5的工作电极做一示范性的说明。
首先，制备染料敏化太阳能电池的对电极，选用聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)做为本实施例对电极(阴极)的导电基板的基材，将铟锡氧化物(ITO)以化学气相沉积(CVD)的方式于所述基材的表面形成一导电层，接着以真空镀膜的方式于所述导电基板的表面形成一铂层，作为触媒层(厚度为1nm)，便完成本实施例的对电极(阴极)。
接着，本实施例所使用的电解质为含碘及碘离子的有机溶液，更明确地，是于MPN/GBL溶剂中溶有0.1M的碘化锂(LiI)、0.03M的碘(I2)、0.05M的TBP、0.6M的BMImI、0.1M的GuSCN和0.1M的NMBI的电解质溶液。
最后，使用SX-1170-25热塑膜(Solaronix)作为封装材料，将该热塑膜置于所述工作电极和对电极之间，加热至约100℃并施予适当压力使所述工作电极和对电极分别与热塑膜黏合，接着将所述电解质灌入并充满于热塑膜与工作电极和对电极所形成的内部空间，便完成本实施例的设有样本5的工作电极的染料敏化太阳能电池。
为了了解依据本发明的方法所制得的染料敏化太阳能电池的性能，于AM1.5(阳光透过大气层后，与地表呈45°时的光强度)及100mw/cm2的光照下进行性能测试。
首先请参见图3，其显示样本5的染料敏化太阳能电池的I-V曲线(电流密度-电压曲线)。依据I-V曲线和图中Y轴及X轴所形成的矩形面积可知，样本5的染料敏化太阳能电池的性能优异。并且，由下表二可知，样本5的染料敏化太阳能电池的各项性能：开路电压(open circuit voltage，VOC)、短路电流密度(short circuit current density，ISC)、填充系数(fill factor，FF)和效率(η)皆具一定水平。
表二：含有样本5的工作电极的染料敏化太阳能电池的性能测试
  染料敏化太阳能电池   Voc(v)   Isc(mA)   FF(-)   η(％)
  样本5   0.54   2.169   0.674   3.157
接着，再以上述方法制备一含有样本2的工作电极的染料敏化太阳能电池，并且，以传统染料吸附方式(即染料吸附方式为将光电极浸泡于染料溶液中)制备一比较例1，其组成如下表三所示：
表三：比较例1的工作电极
  导电基板   半导体纳米材料   光激发染料   染料吸附方式
  比较例1   玻璃/FTO   TiO2   Z907   浸泡
需注意的是，除了染料吸附的方式以外，比较例1的染料敏化太阳能电池与样本2的染料敏化太阳能电池的制备方法完成相同。
然后，于AM1.5(阳光透过大气层后，与地表呈45°时的光强度)及100mw/cm2的光照下进行性能测试，以比较含本发明样本2的染料敏化太阳能电池与比较例1的染料敏化太阳能电池的性能差异。请参图4，从I-V曲线看来，两者的性能差异不大。再请参下表四，从各项性能数据的比较更可确认，本发明样本2的染料敏化太阳能电池不仅制作时间短，也不影响染料敏化太阳能电池的效能。
表四：比较例1与样本2的染料敏化太阳能电池的性能比较
  染料敏化太阳能电池   Voc(v)   Isc(mA)   FF(-)   η(％)
  比较例1   0.644   15.16   0.682   6.66
  样本2   0.659   14.90   0.636   6.25
实施例三：本发明的工作电极的制备
本实施例的工作电极的制备方法简述如下：首先，提供钛箔(Ti foil，可挠性钛板)，由于钛本身具有导电性，因此无须再设置导电层。然后，将钛箔裁切为1.5厘米×2厘米(长×宽)的大小，即可作为本实施例的导电基板。
接着，将二氧化钛加入50ml的异丙醇中，以制得0.5wt％的二氧化钛悬浮液，以及将0.036克的N719染料加入100ml的乙醇中，以制得浓度为0.3mM的染料溶液。然后，将所述二氧化钛悬浮液与染料溶液混合为混合液，并持续搅拌约10分钟，以使所述染料吸附于所述二氧化钛上而达到所需的程度。
然后，请参见图5，准备一电泳装置300，其包含电泳槽310和第一电极320，将第一电极320和导电基板(第二电极)330置入电泳槽310中，于本实施例中，第一电极320和导电基板330距离1厘米。然后将所述混合液倒入电泳槽310中，使液面311盖过第一电极320和导电基板330。接着，使用电源供应器312连接第一电极320和导电基板330以形成电气连接。所述混合液中吸附染料的二氧化钛350由于表面吸附的染料340而带有负电，因此，对所述导电基板330施予正电压(200V)。据此，借着电泳作用，所述吸附染料的二氧化钛350会朝向正极(即，所述导电基板330)移动，如图中箭头所指方向，并吸附于所述导电基板330的表面上。
持续施予电压使电泳作用反应5分钟，直到吸附染料的二氧化钛350吸附于所述导电基板330上而达到所需的程度为止，较佳是使所述吸附染料的二氧化钛350完全覆盖所述导电基板330的表面。将所述导电基板330取出，以乙醇洗去未稳定吸附于导电基板330上的吸附染料的二氧化钛350，即制得本实施例的工作电极。
所属领域的技术人员当可了解，在不违背本发明精神下，依据本案实施态样所能进行的各种变化。因此，显见所列的实施态样并非用以限制本发明，而是企图在所附请求保护范围的定义下，涵盖于本发明的精神与范畴中所做的修改。

Claims (14)

1.一种工作电极的制备方法，该方法包含以下步骤：
提供一光电极，其包含一含有半导体材料的导电基板；
提供一染料溶液，其包含一溶于一溶剂中的染料；及
施予一电压以使所述染料经电泳作用而吸附于所述半导体材料的表面。
2.如权利要求1所述的方法，该方法进一步提供一电极，该电极与所述光电极形成电性回路以执行所述电泳作用。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述半导体材料为半导体纳米材料。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述半导体纳米材料的材质为二氧化钛、氧化锌、二氧化锆或其组合。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述导电基板的材质为金属。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述导电基板是于表面涂布有导电材料的基材。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述基材的材质为玻璃、塑料或金属。
8.如权利要求6所述的方法，其中所述导电材料为铟锡氧化物、掺氟氧化锡、掺锑氧化锡、掺铝氧化锌、掺镓氧化锌、掺铟氧化锌或其组合。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述溶剂为有机溶剂。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述有机溶剂包含腈类溶剂、酯类溶剂、酰胺类溶剂、烷类溶剂、醇类溶剂或其组合。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述电压为10～1000伏特。
12.一种工作电极的制备方法，该方法包含以下步骤：
提供一导电基板；
提供一混合液，其包含一吸附染料的半导体材料，其中所述吸附染料的半导体材料悬浮于一溶剂中；及
施予一电压以使所述吸附染料的半导体材料经电泳作用而吸附于所述导电基板的表面。
13.一种工作电极，该工作电极由权利要求1或12所述的方法所制得。
14.一种染料敏化太阳能电池，其包含如权利要求13所述的工作电极。
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