CN102568854B - 一种染料敏化太阳能电池的制备方法 - Google Patents

一种染料敏化太阳能电池的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于：在电池制备过程中将硅藻土粉和二氧化钛粉按一定配比进行混合，在导电基体上制备光阳极，光阳极采用在导电基体上制备硅藻土掺杂的二氧化钛膜层；对电极采用高透光率导电玻璃，光阳极二氧化钛涂层中硅藻土掺杂量为5%-50%，涂层厚度0.5-3μm。该种新型染料敏化太阳能电池采用硅藻掺杂二氧化钛材料制备光阳极，可以有效提高染料敏化电池的光电转换效率，抑制电子复合。通过本方法所得新型染料敏化太阳能电池，具有制作成本低、阳光利用率高、对环境适应性强等优点，同时能够承受高倍太阳光辐射，防止电池在使用过程中效率降低影响使用寿命。

Description

一种染料敏化太阳能电池的制备方法
技术领域
本发明涉及一种无机非金属材料生产领域，特别涉及一种高性能光电转换功能材料制备，既一种染料敏化太阳能电池的制备方法。
背景技术
太阳能利用是开发和利用可再生绿色能源的重点研究领域之一，很多国家投入大量资金进行太阳能光伏电池的研究和开发工作。目前，采用单晶硅或多晶硅材料制备的光伏电池仍然占据市场的主要份额。但是，由于硅材料的成本过高，世界各国普遍采用提供补贴电价的方式来促进光伏发电的市场化。可以说，高成本已经成为制约光伏产业进一步发展的巨大障碍。
发明内容
为为解决已有技术采用单晶硅或多晶硅材料制备的光伏电池成本高的问题，本发明提出一种染料敏化太阳能电池的制备方法。
本发明解决已有技术问题，所采取的技术的方案是：染料敏化太阳能电池的制备方法，是在电池制备过程中将硅藻土粉和二氧化钛粉按一定配比进行混合，在导电基体上制备光阳极，光阳极采用在导电基体上制备硅藻土掺杂的二氧化钛膜层；对电极采用分光导电玻璃，光阳极二氧化钛涂层中硅藻土掺杂量为5%-50%，涂层厚度0.5-3μm 。
其制备流程：
导电基体清洗：按氨水：双氧水：去离子水=1：2：7的比例配制成清洗液，对导电基体进行超声波清洗，然后将清洗好的导电基体用去离子水冲洗干净，干燥后备用；
硅藻土粉清洗：将硅藻土粉放入烧杯，加入去离子水，磁力搅拌使其充分混合，沉淀20 min后倒净上部液体。重复以上过程，直到测量溶液pH值呈中性为止。取出洗净的硅藻土，置于干燥箱中，于100℃下干燥30 min后备用。
胶体制备：将洗净后的硅藻土与二氧化钛按质量比设计比例3：5混合，取10g混合粉体，加入乙酰丙酮和冰醋酸各10ml后研磨成胶体；
光阳极涂层：在导电基体上制作涂层采用玻璃棒涂匀方式或喷涂方式进行；
烧结：所得涂层在电炉中200℃加热30min；
染料浸泡：冷却至室温后放入染料溶液中染色30 min，取出吹干后作为电池的光阳极；
石墨涂层：染料敏化太阳能电池采用具有高透光率的导电玻璃为对电极基体，组装前在导电面涂上一层石墨粉促进光电子传输；
染料敏化太阳能电池：将光阳极与对电极组合成染料敏化太阳能电池，在缝隙中滴加电解质溶液至充满状态，并用染料敏化太阳能电池胶进行封装，分别在光阳极和对电极的端侧镀上铜导线，即组合成染料敏化太阳能电池。
 [0007]本发明的有益效果是：该种新型染料敏化太阳能电池采用硅藻掺杂二氧化钛材料制备光阳极，可以有效提高染料敏化电池的光电转换效率，抑制电子复合。通过本方法所得新型染料敏化太阳能电池，具有制作成本低、阳光利用率高、对环境适应性强等优点，同时能够承受高倍太阳光辐射，防止电池在使用过程中效率降低影响使用寿命。另外，该种新型电池可以在阴天等光照不良条件下使用，具有利用阳光频谱宽，环境适应性强等特点。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
在电池制备过程中将硅藻土粉和二氧化钛粉按一定配比进行混合，在导电基体上制备光电性能优良的光阳极。对电极采用高透光率导电玻璃，可减少可见光反射提高阳光利用率。
光阳极采用在导电基体上制备硅藻土掺杂的二氧化钛膜层方式。以具有高透光功能的导电玻璃制备对电极，对电极具有提高可见光透过率，减少反射可见光线的功能。光阳极二氧化钛涂层中硅藻土掺杂量为5%-50%，涂层厚度0.5-3μm 。
  如图1的工艺流程所示：
   导电基体清洗：按氨水：双氧水：去离子水=1：2：7的比例配制成清洗液，对导电基体进行超声波清洗，然后将清洗好的导电基体用去离子水冲洗干净，干燥后备用。
硅藻土清洗：硅藻土含有酸性杂质需要预处理。将硅藻土放入烧杯，加入去离子水，磁力搅拌使其充分混合。停止搅拌后，静置一段时间，直到硅藻土全部沉淀到烧杯底部，倒出上层清液，如此反复5次，直到用pH试纸测试溶液为中性为止。然后将烧杯中的硅藻土放入干燥箱中100℃干燥30min后备用。
将硅藻土与二氧化钛按设计比例3：5混合，取10g混合粉体，加入乙酰丙酮和冰醋酸各10ml后研磨成胶体。
光阳极涂层：在导电基体上制作涂层可采用玻璃棒涂匀方式或喷涂方式进行，
烧结：所得涂层在电炉中200℃加热30min，
染料浸泡：冷却至室温后放入染料溶液中染色30 min，取出吹干后作为电池的光阳极。
石墨涂层：染料敏化太阳能电池采用具有高透光率的导电玻璃为对电极基体，组装前在导电面涂上一层石墨粉促进光电子传输。
制成染料敏化太阳能电池：将光阳极与对电极组合成染料敏化太阳能电池，在缝隙中滴加电解质溶液至充满状态，并用染料敏化太阳能电池胶进行封装。分别在光阳极和对电极的端侧镀上铜导线，组合成染料敏化太阳能电池。

Claims (1)

1.一种染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于：在电池制备过程中将硅藻土粉和二氧化钛粉按一定配比进行混合，在导电基体上制备光阳极，光阳极采用在导电基体上制备硅藻土掺杂的二氧化钛膜层；对电极采用分光导电玻璃，光阳极二氧化钛涂层中硅藻土掺杂量为质量比5%-50%，涂层厚度0.5-3μm ，
染料敏化太阳能电池的制备流程：
导电基体清洗：按氨水：双氧水：去离子水=1：2：7的比例配制成清洗液，对导电基体进行超声波清洗，然后将清洗好的导电基体用去离子水冲洗干净，干燥后备用；
硅藻土粉清洗：将硅藻土粉放入烧杯，加入去离子水，磁力搅拌使其充分混合，沉淀20 min后倒净上部液体,重复以上过程，直到测量溶液pH值呈中性为止,取出洗净的硅藻土，置于干燥箱中，于100℃下干燥30 min后备用;
胶体制备：将洗净后的硅藻土与二氧化钛按质量比设计比例3：5混合，取10g混合粉体，加入乙酰丙酮和冰醋酸各10ml后研磨成胶体；
光电极涂层：在导电基体上制作涂层可采用玻璃棒涂匀方式或喷涂方式进行；
烧结：所得涂层在电炉中200℃加热30min；
染料浸泡：冷却至室温后放入染料溶液中染色30 min，取出吹干后作为电池的光阳极；
石墨涂层：染料敏化太阳能电池采用具有高透光率的导电玻璃为对电极基体，组装前在导电面涂上一层石墨粉促进光电子传输；
染料敏化太阳能电池：将光阳极与对电极组合成染料敏化太阳能电池，在缝隙中滴加电解质溶液至充满状态，并用染料敏化太阳能电池胶进行封装，分别在光阳极和对电极的端侧镀上铜导线，即组合成染料敏化太阳能电池。
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