CN102486968A - 染料敏化太阳能电池的ZnO柱状薄膜阳极及制备方法 - Google Patents

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杨刚强
邹小平
程进
吕学明
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Abstract

本发明公开了一种染料敏化太阳能电池ZnO微纳米柱电极及其在导电玻璃上制备的方法，电极由导电玻璃基板和基板上沉积的一层致密的ZnO微纳米柱薄膜构成。该方法不需事先涂敷籽晶层，不需要加表面活性剂，工艺简单、易于控制，且生产成本低，适合工业化大规模生产。

Description

染料敏化太阳能电池的ZnO柱状薄膜阳极及制备方法
技术领域
本发明属于太阳能电池领域，特别是涉及一种染料敏化太阳能电池的微纳米柱状ZnO光阳极及其制备方法。
背景技术
氧化锌是一种II-VI族宽禁带的半导体材料，禁带宽度为3.37eV，室温下具有较高的激子束缚能(60meV)和较低的电子诱生缺陷。因此，氧化锌在纳米尺度的电子和光电设备中有着潜在的应用。特别是氧化锌有望取代TiO2成为染料敏化太阳能电池的光阳极材料，简单有效的制备不同形貌、高质量的氧化锌单晶对于科学研究和科技进步是非常重要的。
发明内容
本发明目的在于提供一种染料敏化太阳能电池的微纳米柱ZnO光阳极及其制备方法。采用一种工艺简单、易于控制，且生产成本低的电化学法，直接在导电玻璃上制备致密的单晶氧化锌微纳米柱薄膜，该方法不需事先涂敷籽晶层，不需要加入表面活性剂等，该种简单制备致密的单晶氧化锌微纳米柱薄膜的方法还未见报道。
其具体工艺步骤为：
(1)分别用去离子水、丙酮、无水乙醇清洗导电玻璃表面；
(2)取摩尔比1∶1的硝酸锌与六亚甲基四胺溶于去离子水中，机械搅拌10-20min，得到反应溶液，其中硝酸锌浓度为：0.01M-0.1M；
(3)采用电化学法中恒电流模式，将步骤(1)中所得导电玻璃作为基底以及反应阴极，金属箔片作为阳极，与步骤(2)中的反应溶液作为电解液，在反应温度为60℃-95℃条件下，电流密度为5mA/cm2-40mA/cm2，反应1min-20min；
(4)将导电玻璃取出，用去离子水、无水乙醇反复洗涤，则在导电玻璃上制备出致密的单晶ZnO微纳米柱薄膜。
(5)将制备有ZnO单晶微纳米柱薄膜的导电玻璃在300℃～500℃条件下热处理1h，即得到适合做染料敏化太阳能电池光阳极的ZnO微纳米柱薄膜。
附图说明
图1是致密的单晶ZnO微纳米柱薄膜的X射线衍射谱。
图2是致密的单晶ZnO微纳米柱薄膜的低倍扫描电镜(顶视)照片。
图3是致密的单晶ZnO微纳米柱薄膜的高倍扫描电镜(顶视)照片。
图4是致密的单晶ZnO微纳米柱薄膜的高倍扫描电镜(侧视)照片。
图5是致密的单晶ZnO微纳米柱薄膜的透射照片。
图6是图5对应方框中的高分辨照片，插入的图片是对应的选区电子衍射照片。
图7是用ZnO样品组装的染料敏化太能电池的伏安特性曲线(0.1M等摩尔浓度的反应溶液，电流为10mA/cm2，反应时间5min)。
具体实施方式
本发明的实施例仅用于进一步阐述本发明，而不限制本发明的范围。对于本领域的技术人员对本发明的内容所进行的替代、改动或变更，这些等价形式同样落入本申请所限定的范围内。
实施例1
(1)分别用去离子水、丙酮和无水乙醇清洗导电玻璃基底表面；
(2)取摩尔比1∶1的硝酸锌与六亚甲基四胺溶于去离子水中，机械搅拌10min，得到反应溶液，其中硝酸锌浓度为：0.01M；
(3)采用电化学法的恒电流模式，将步骤(1)中所得导电玻璃作为基底及电化学反应的阴极，Pt电极为阳极，采用步骤(2)中的反应溶液为电解液，在反应温度为70℃条件下，反应电流密度为10mA/cm2，反应5min；
(4)将导电玻璃基底取出，用去离子水、无水乙醇反复洗涤，则在导电基底便上制备出敏密的单晶ZnO微纳米柱薄膜。
(5)然后在400℃条件下热处理1h.
(6)用0.3mM N719敏化上述电极，并滴加氧化还原电解质于该电极上，加盖对电极组装成染料敏化太阳能电池。在标准太阳能测试装置中(AM1.5)电池受光照面积0.25cm2，测得开路电压0.5V，短路电流密度0.98mA/cm2，填充因子0.49，光电转换效率为0.24％。

Claims (4)

1.一种用于染料敏化太阳能电池的ZnO微纳米柱薄膜光阳极，其特征在于：由导电玻璃和ZnO单晶微纳米柱薄膜组成。
2.按权力要求1所述的一种用于染料敏化太阳能电池的ZnO微纳米柱薄膜光阳极，其特征在于：所述ZnO层厚度为10nm～10μm。
3.按权力要求1所述的染料敏化太阳能电池的光阳极ZnO的制备方法其特征在于：所述的方法是由下列步骤所组成：
(1)将导电玻璃用去离子水、丙酮、无水乙醇清洗表面；
(2)取摩尔比1∶1的硝酸锌与六亚甲基四胺溶于去离子水中，机械搅拌10min-20min，得到反应溶液，其中硝酸锌的浓度为：0.01M-0.1M；
(3)采用电化学法，将步骤(1)中所得导电玻璃片作为基底以及阴极，金属箔片作为阳极，步骤(2)中溶液作为电解液，采用恒电流模式，电流密度为5mA/cm2-40mA/cm2。在反应温度为60℃-95℃条件下，反应时间为1min-20min；
(4)将导电玻璃片取出，用去离子水反复洗涤，在导电玻璃上制备出致密的单晶氧化锌微纳米柱薄膜。
(5)将制备有ZnO单晶微纳米柱薄膜的导电玻璃采用300℃～500℃条件下热处理1h。
4.按权力要求1所述的一种用于染料敏化太阳能电池的光阳极ZnO的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中导电玻璃为ITO、FTO玻璃。 
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102691084A (zh) * 2012-06-26 2012-09-26 上海大学 一步电沉积制备ZnO纳米棒阵列的方法
CN106128773A (zh) * 2016-07-22 2016-11-16 合肥师范学院 一种快速高效太阳光响应ZnO多孔薄膜的制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005017957A2 (en) * 2003-06-20 2005-02-24 The Regents Of The University Of California Nanowire array and nanowire solar cells and methods for forming the same
CN101127371A (zh) * 2007-09-20 2008-02-20 复旦大学 一种纳米结构薄膜太阳能电池及其制备方法
CN101319370A (zh) * 2008-06-24 2008-12-10 济南大学 一种控制氧化锌纳米棒/纳米管阵列取向和形貌特征的方法
CN101844876A (zh) * 2010-05-14 2010-09-29 北京科技大学 一种大面积高取向性的氧化锌纳米薄片阵列的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005017957A2 (en) * 2003-06-20 2005-02-24 The Regents Of The University Of California Nanowire array and nanowire solar cells and methods for forming the same
CN101127371A (zh) * 2007-09-20 2008-02-20 复旦大学 一种纳米结构薄膜太阳能电池及其制备方法
CN101319370A (zh) * 2008-06-24 2008-12-10 济南大学 一种控制氧化锌纳米棒/纳米管阵列取向和形貌特征的方法
CN101844876A (zh) * 2010-05-14 2010-09-29 北京科技大学 一种大面积高取向性的氧化锌纳米薄片阵列的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张桥保，冯增芳，韩楠楠，林玲玲，周剑章，林仲华: "CdS量子点敏化ZnO纳米棒阵列电极的制备和光电化学性能", 《物理化学学报》 *
胡飞，徐迅清，胡跃辉: "表面活性剂对电化学沉积ZnO薄膜的影响作用", 《中国陶瓷》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102691084A (zh) * 2012-06-26 2012-09-26 上海大学 一步电沉积制备ZnO纳米棒阵列的方法
CN106128773A (zh) * 2016-07-22 2016-11-16 合肥师范学院 一种快速高效太阳光响应ZnO多孔薄膜的制备方法

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PB01 Publication
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