CN102723204B - 染料敏化太阳电池光阳极的钛箔片制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种染料敏化太阳电池光阳极的钛箔片制备方法，包括：对钛箔片进行切割、打磨，并清洗、吹干；对经过清洗、吹干后的钛箔片进行酸性溶液处理；将经过酸性溶液处理后的钛箔片置入双氧水溶液中处理，随后用去离子水冲洗，并用洁净气体吹干；将依次经过酸性溶液、双氧水溶液处理后的钛箔片置于钛盐溶液中处理；将依次经过酸性溶液、双氧水溶液、钛盐溶液处理后的钛箔片在400～560℃温度下烧结。钛箔片的制备方法，不仅可以获得附着力强、电子传输性能佳，且能有效抑制DSCs中电子复合的光阳极，而且增加光利用率，改善DSCs性能，制备方法简单，并适于产业化应用。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种染料敏化太阳电池光阳极的钛箔片制备方法。
背景技术
随着社会的发展和人类的进步，有效合理地利用能源迫在眉睫。太阳能取之不尽，用之不竭，是一种极好的可再生无污染能源。传统的硅太阳电池存在着制作工艺复杂、高纯度硅耗能大和成本高的缺点而无法普及。
1991年Gr?tzel等人发明了纳米薄膜染料敏化太阳电池（Dye-sensitized Solar Cell，DSSC）。传统的DSSC以镀有铟锡金属氧化物导电层的玻璃为两个电极的基板，存在着易碎，不轻便，价格高的问题。因此，人们开发了柔性DSSC，它以轻质的高分子膜或金属箔为基板，不但大大减轻了电池重量，也降低了电池的制作成本。而且因其可弯曲变形，便于电池的卷轴式连续制造工艺，大大拓展了DSSC的应用范围，增加了新用途。
2006年Gr?tzel课题组采用钛金属箔为基板，用丝网印刷的方法做成TiO2薄膜的光阳极。制作的柔性染料敏化太阳电池于优化条件下，在AM 1.5光照射下，光电转换效率达7.2 %。
虽然目前基于钛金属箔基底的DSSC可达到较高的光电转换效率，但还是存在着明显的问题，也是限制效率进一步提高的问题。首先，光阳极所包含的纳米晶半导体与钛基板的接触不好，导致光生电子传输不利，电子收集效率减小。其次，由于钛基板光阳极DSSC采用对电极入光，导致在此体系中无法使用光散射层以提高光的利用率。最后，钛基板与电解液的直接接触可导致电子发生逆反应机会增大，造成效率降低。
故针对现有技术存在的问题，本案设计人凭借从事此行业多年的经验，积极研究改良，于是有了发明染料敏化太阳电池光阳极的钛箔片制备方法。
发明内容
本发明是针对现有技术中，传统的光阳极所包含的纳米晶半导体与钛基板的接触不好，导致光生电子传输不利，电子收集效率减小，以及光利用率低、电子复合较强造成效率低下等等缺陷提供一种染料敏化太阳电池光阳极的钛箔片制备方法。
为了解决上述问题，本发明提供一种染料敏化太阳电池光阳极的钛箔片制备方法，包括：
执行步骤S1：对所述钛箔片进行切割、打磨，并清洗、吹干；
执行步骤S2：对经过清洗、吹干后的钛箔片进行酸性溶液处理，所述处理的方式为浸入酸性溶液；
执行步骤S3：将经过所述酸性溶液处理后的钛箔片置入双氧水溶液中处理，随后用去离子水冲洗，并用洁净气体吹干，所述处理的方式为浸入双氧水溶液；
执行步骤S4：将依次经过所述酸性溶液、所述双氧水溶液处理后的钛箔片置于所述钛盐溶液中处理，所述处理的方式为浸入钛盐溶液；
执行步骤S5：将依次经过所述酸性溶液、所述双氧水溶液、所述钛盐溶液处理后的钛箔片在400～560℃温度下烧结。
可选的，所述酸性溶液为氢氟酸，盐酸，硫酸，草酸，硝酸中的一种或其混合溶液。
可选的，所述酸性溶液的制备方法包括利用所述酸性溶液与水按照体积比为1:1～100，在温度为25～80℃下，处理时间为10～600s制备。
可选的，所述双氧水溶液的质量百分比含量为1～30%，处理温度为25～95℃，处理时间为20～4320min。
可选的，所述双氧水溶液中进一步包括添加体积百分比为所述双氧水溶液10～100%的缓冲剂，所述缓冲剂包括但不限于丙三醇、乙二醇其中之一或其混合物。
可选的，所述钛盐包括氯化钛盐、钛酸酯中的一种或其混合物。
可选的，所述氯化钛盐包括三氯化钛、四氯化钛中的一种或其混合物。
可选的，所述氯化钛盐的浓度配比为0.1～1.0 mol/l，处理温度为25～80℃，处理时间为15～120min。
可选的，所述钛酸酯包括钛酸正丁酯、钛酸异丙酯中的一种或其混合物。
可选的，所述钛酸酯的浓度配比在为0.1～1.0 Mol/L，处理温度在25～80℃，处理时间在15～120min。
综上所述，本发明所述钛箔片的制备方法，不仅可以获得附着力强、电子传输性能佳，且能有效抑制DSCs中电子复合的光阳极，而且增加光利用率，改善DSCs性能，制备方法简单，并适于产业化应用。
附图说明
图1所示为本发明染料敏化太阳电池光阳极的第一钛箔片制备方法的流程图；
图2所示为本发明染料敏化太阳电池光阳极的第二钛箔片制备方法的流程图；
图3所示为本发明染料敏化太阳电池光阳极的第三钛箔片制备方法的流程图；
图4所示为本发明染料敏化太阳电池光阳极的第四钛箔片制备方法的流程图；
图5所示为本发明染料敏化太阳电池光阳极的第五钛箔片制备方法的流程图；
图6所示为本发明染料敏化太阳电池光阳极的第六钛箔片制备方法的流程图；
图7所示为本发明染料敏化太阳电池光阳极的第七钛箔片制备方法的流程图；
图8所示为本发明用于染料敏化太阳电池光阳极的钛箔片制备方法的流程图；
图9所述为具有本发明所述钛箔片的DSCs的制备方法流程图；
图10所示为本发明实施方式一所制备的第一钛箔片SEM图谱；
图11所示为本发明实施方式二所制备的第二钛箔片SEM图谱；
图12所示为本发明实施方式三所制备的第三钛箔片SEM图谱；
图13所示为本发明实施方式四所制备的第四钛箔片SEM图谱；
图14所示为本发明实施方式五所制备的第五钛箔片SEM图谱；
图15所示为本发明实施方式六所制备的第六钛箔片SEM图谱；
图16所示为本发明实施方式七所制备的第七钛箔片SEM图谱；
图17所示为本发明各实施方式所制备的钛箔片XRD图谱；
图18所示为具有本发明各实施方式所制备的钛箔片的染料敏化太阳电池的IPCE图谱；
图19所示为具有本发明各实施方式所制备的钛箔片的染料敏化太阳电池的I-V图谱。
具体实施方式
为详细说明本发明创造的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。
实施例一
请参阅图1，图1所示为本发明染料敏化太阳电池光阳极的第一钛箔片制备方法的流程图。所述染料敏化太阳电池光阳极的第一钛箔片制备方法包括以下步骤：
执行步骤S11：对所述第一钛箔片进行切割、打磨，并清洗；在本实施例中，优选地，所述清洗过程具体包括依次通过洗洁精溶液、去离子水、乙醇溶液各超声清洗5～15min，并用洁净气体吹干；
执行步骤S12：分别配置体积比为1:6的HF/H2O混合溶液，体积比为1:3的HNO3/H2O混合溶液，并将所述第一钛箔片依次置于所述HF/H2O混合溶液和所述HNO3/H2O混合溶液中各浸泡1～5min。优选地，每次浸泡时间为2min。随后，取出所述第一钛箔片在去离子水中超声清洗5～20min，并用洁净气体吹干。优选地，所述超声清洗时间为10min。其中，所述HF，HNO3均为常用浓度，包括但不限于HF浓度范围为0.5～3mol/l；HNO3浓度范围为50%～70%；
执行步骤S13：将经过所述HF/H2O混合溶液和所述HNO3/H2O混合溶液处理并超声清洗后的第一钛箔片在400～560℃温度下烧结20～45min。优选地，所述烧结时间为30min。
实施例二
请参阅图2，图2所示为本发明染料敏化太阳电池光阳极的第二钛箔片制备方法的流程图。所述染料敏化太阳电池光阳极的第二钛箔片制备方法包括以下步骤：
执行步骤S21：对所述第二钛箔片进行切割、打磨，并清洗；在本实施例中，优选地，所述清洗过程具体包括依次通过洗洁精溶液、去离子水、乙醇溶液各超声清洗5～15min，并用洁净气体吹干；
执行步骤S22：分别配置体积比为1:6的HF/H2O混合溶液，体积比为1:3的HNO3/H2O混合溶液，并将所述第二钛箔片依次置于HF/H2O混合溶液和HNO3/H2O混合溶液各浸泡1～5min。优选地，所述浸泡时间各为2min。随后，取出所述第二钛箔片在去离子水超声清洗5～20min。优选地，所述超声清洗时间为10min。其中，所述HF，HNO3均为常用浓度，包括但不限于HF浓度范围为0.5～3mol/l；HNO3浓度范围为50%～70%；
执行步骤S23：配置浓度为30%的双氧水，并将经过所述HF/H2O混合溶液和所述HNO3/H2O混合溶液处理后的第二钛箔片置入所述双氧水溶液中，在90℃下浸泡0.5～1.5h。优选地，在所述双氧水中浸泡的时间为1h。随后，取出所述第二钛箔片用去离子水中冲洗，并用洁净气体吹干；
执行步骤S24：将经过所述HF/H2O混合溶液、所述HNO3/H2O混合溶液，以及所述双氧水溶液处理并在去离子水中清洗后的所述第二钛箔片在400～560℃温度下烧结20～45min。优选地，所述烧结时间为30min。
实施方式三
请参阅图3，图3所示为本发明染料敏化太阳电池光阳极的第三钛箔片制备方法的流程图。所述染料敏化太阳电池光阳极的第三钛箔片制备方法包括以下步骤：
执行步骤S31：对所述第三钛箔片进行切割、打磨，并清洗；在本实施例中，优选地，所述清洗过程具体包括依次通过洗洁精溶液、去离子水、乙醇溶液各超声清洗5～15min，并用洁净气体吹干；
执行步骤S32：分别配置体积比为1:6的HF/H2O混合溶液，体积比为1:3的HNO3/H2O混合溶液，将所述第三钛箔片依次置于所述HF/H2O混合溶液和所述HNO3/H2O混合溶液中浸泡1～5min。优选地，所述浸泡时间为2min。随后，取出所述第三钛箔片并在去离子水中超声清洗5～20min。优选地，所述超声清洗时间为10min。其中，所述HF，HNO3均为常用浓度，包括但不限于HF浓度范围为0.5～3mol/l；HNO3浓度范围为50%～70%。
执行步骤S33：配置浓度为30%的双氧水，并将经过所述HF/H2O混合溶液和所述HNO3/H2O混合溶液处理后的第三钛箔片置入所述双氧水溶液中，在90℃温度下浸泡0.5～1.5h。优选地，在所述双氧水中浸泡的时间为1h。随后，取出所述第三钛箔片并在去离子水中清洗后，用洁净气体吹干；
执行步骤S34：配置浓度为0.5mol/l的TiCl4水溶液，并将经过所述HF/H2O混合溶液、所述HNO3/H2O混合溶液、所述双氧水溶液处理后的第三钛箔片置于所述TiCl4水溶液中，在70℃温度下浸泡15～60min。优选地，在所述TiCl4水溶液中浸泡的时间为30min。随后，取出所述第三钛箔片并依次利用去离子水、乙醇溶液清洗，并用洁净气体吹干；
执行步骤S35：将经过所述HF/H2O混合溶液、所述HNO3/H2O混合溶液、所述双氧水溶液、所述TiCl4水溶液处理并清洗、吹干的第三钛箔片在400～560℃温度下烧结20～45min。优选地，所述烧结时间为30min。
实施方式四
请参阅图4，图4所示为本发明染料敏化太阳电池光阳极的第四钛箔片制备方法的流程图。所述染料敏化太阳电池光阳极的第四钛箔片制备方法包括以下步骤：
执行步骤S41：对所述第四钛箔片进行切割、打磨，并清洗；在本实施例中，优选地，所述清洗过程具体包括依次通过洗洁精溶液、去离子水、乙醇溶液各超声清洗5～15min，并用洁净气体吹干；
执行步骤S42：配置体积比为1：3：6的HF/HNO3/H2O混合溶液，并将所述第四钛箔片置于所述HF/HNO3/H2O混合溶液中浸泡1～5min。优选地，所述浸泡时间为2min。随后，取出所述第四钛箔片并在去离子水中超声清洗5～20min，并用洁净气体吹干。优选地，所述超声清洗时间为10min。其中，所述HF，HNO3均为常用浓度，包括但不限于HF浓度范围为0.5～3mol/l；HNO3浓度范围为50%～70%；
执行步骤S43：将经过所述HF/HNO3/H2O混合溶液处理的第四钛箔片在400～560℃温度下烧结20～45min。优选地，所述烧结时间为30min。
实施方式五
请参阅图5，图5所示为本发明染料敏化太阳电池光阳极的第五钛箔片制备方法的流程图。所述染料敏化太阳电池光阳极的第五钛箔片制备方法包括以下步骤：
执行步骤S51：对所述第五钛箔片进行切割、打磨，并清洗；在本实施例中，优选地，所述清洗过程具体包括依次通过洗洁精溶液、去离子水、乙醇溶液各超声清洗5～15min，并用洁净气体吹干；
执行步骤S52：配置体积比为1：3：6的HF/HNO3/H2O混合溶液，将所述第五钛箔片置于所述HF/HNO3/H2O混合溶液中浸泡1～5min。优选地，浸泡时间为2min。随后，取出所述第五钛箔片并在去离子水中超声清洗5～20min，并用洁净气体吹干。优选地，所述超声清洗时间为10min。其中，所述HF，HNO3均为常用浓度，包括但不限于HF浓度范围为0.5～3mol/l；HNO3浓度范围为50%～70%。
执行步骤S53：配置浓度为30%的双氧水，并将经过所述HF/HNO3/H2O混合溶液处理的第五钛箔片置入所述双氧水溶液中，在25℃温度下浸泡24h。随后，取出所述第五钛箔片利用去离子水清洗，并用洁净气体吹干；
执行步骤S54：将经过所述HF/HNO3/H2O混合溶液、所述双氧水溶液处理并清洗、吹干后的第五钛箔片在400～560℃温度下烧结20～45min。优选地，烧结时间为30min取出后清水冲洗吹干。
实施方式六
请参阅图6，图6所示为本发明染料敏化太阳电池光阳极的第六钛箔片制备方法的流程图。所述染料敏化太阳电池光阳极的第六钛箔片制备方法包括以下步骤：
执行步骤S61：对所述第六钛箔片进行切割、打磨，并清洗；在本实施例中，优选地，所述清洗过程具体包括依次通过洗洁精溶液、去离子水、乙醇溶液各超声清洗5～15min，并用洁净气体吹干；
执行步骤S62：配置体积比为1：3：6的HF/HNO3/H2O混合溶液，并将所述第六钛箔片置于的HF/HNO3/H2O混合溶液中浸泡1～5min。优选地，所述浸泡时间为2min。随后，取出所述钛箔片并在去离子水中超声清洗5～20min，并用洁净气体吹干。优选地，所述超声清洗时间为10min。其中，所述HF，HNO3均为常用浓度，包括但不限于HF浓度范围为0.5～3mol/l；HNO3浓度范围为50%～70%。
执行步骤S63：配置浓度为30%的双氧水，并将经过所述HF/HNO3/H2O混合溶液处理的第六钛箔片置入所述双氧水溶液中，在80℃温度下浸泡48h。随后取出所述钛箔片并利用去离子水超声清洗5～20min，并用洁净气体吹干。优选地，超声清洗时间为10min；
执行步骤S64：将经过所述HF/HNO3/H2O混合酸溶液、所述双氧水溶液处理并清洗、吹干后的第六钛箔片在400～560℃温度下烧结20～45min。优选地，所述烧结时间为30min。
实施方式七
请参阅图7，图7所示为本发明染料敏化太阳电池光阳极的第七钛箔片制备方法的流程图。所述染料敏化太阳电池光阳极的第七钛箔片制备方法包括以下步骤：
执行步骤S71：对所述第七钛箔片进行切割、打磨，并清洗；在本实施例中，优选地，所述清洗过程具体包括依次通过洗洁精溶液、去离子水、乙醇溶液各超声清洗5～15min，并用洁净气体吹干；
执行步骤S72：分别配置体积比为1：6的HF/H2O混合溶液，体积比为1:3的HNO3/H2O混合溶液，将所述第七钛箔片依次置于所述HF/H2O混合溶液和所述HNO3/H2O混合溶液中各浸泡1～5min。优选地，所述浸泡时间各为2min。随后，取出所述第七钛箔片并在去离子水中超声清洗5～20min，用洁净气体吹干。优选地，所述超声清洗时间为10min。。其中，所述HF，HNO3均为常用浓度，包括但不限于HF浓度范围为0.5～3mol/l；HNO3浓度范围为50%～70%；
执行步骤S73：配置浓度为30%的双氧水，并加入等体积的乙二醇溶液，把经过所述HF/H2O混合溶液和所述HNO3/H2O混合溶液处理的第七钛箔片置入所述双氧水、乙二醇的混合溶液中，在90℃下浸泡1小时。随后，取出所述第七钛箔片用去离子水冲洗，并用洁净气体吹干；
执行步骤S74：配置浓度为0.5mol/l的TiCl4水溶液，并将经过所述HF/H2O混合溶液、所述HNO3/H2O混合溶液、所述双氧水、乙二醇混合溶液处理的第七钛箔片置于所述TiCl4水溶液中，在70℃温度下浸泡15～60min。优选地，在所述TiCl4水溶液中浸泡的时间为30min。随后，取出所述第七钛箔片依次用去离子水、乙醇溶液冲洗，并用洁净气体吹干；
执行步骤S75：将经过所述HF/H2O混合溶液、所述HNO3/H2O混合溶液、所述双氧水、乙二醇混合溶液、所述双氧水和乙二醇混合溶液处理、所述TiCl4水溶液处理并冲洗、吹干的第七钛箔片在400～560℃温度下烧结20～45min。优选地，所述烧结时间为30min。
显然地，所述HF/H2O混合溶液、所述HNO3/H2O混合溶液，以及所述HF/HNO3/H2O混合酸溶液仅为列举，不应视为对本发明技术方案的限制。在本发明中，所述酸性溶液包括但不限于氢氟酸，盐酸，硫酸，草酸，硝酸中的一种或其混合溶液。所述酸性溶液的制备方法包括，利用所述常规浓度的酸溶液与水按照体积比为1:1～100，在温度为25～80℃下，处理时间为10～600s制备。
同样地，所述TiCl4水溶液仅为列举，不应视为对本发明技术方案的限制。在本发明中，所述钛盐包括但不限于氯化钛盐、钛酸酯。具体地，所述氯化钛盐包括三氯化钛、四氯化钛中的一种或其混合物，所述氯化钛盐的浓度配比为0.1～1.0 mol/l，处理温度为25～80℃，处理时间为15～120min。所述钛酸酯包括但不限于钛酸正丁酯、钛酸异丙酯中的一种或其混合物，所述钛酸酯的浓度配比在为0.1～1.0 Mol/L，处理温度在25～80℃，处理时间在15～120min。
所述双氧水溶液的质量百分比含量为1～30%，处理温度为25～95℃，处理时间为20～4320min。为了更好地实施本发明，优选地，在所述双氧水溶液中添加体积百分比为所述双氧水溶液10～100%的缓冲剂，所述缓冲剂包括但不限于丙三醇、乙二醇其中之一或其混合物。
请继续参阅图8，图8所示为本发明用于染料敏化太阳电池光阳极的钛箔片制备方法的流程图。作为本发明的最佳实施例，本发明所述用于染料敏化太阳电池光阳极的钛箔片制备方法包括以下步骤：
执行步骤S1：根据生产、研究实际需求对所述钛箔片进行切割、打磨，并清洗；优选地，所述清洗过程具体包括依次通过洗洁精溶液、去离子水、乙醇溶液各超声清洗，并用洁净气体吹干；
执行步骤S2：对经过清洗、吹干后的钛箔片进行酸性溶液处理；其中，所述酸性溶液包括但不限于氢氟酸，盐酸，硫酸，草酸，硝酸中的一种或其混合溶液。所述酸性溶液的制备方法包括，利用所述常规浓度的酸溶液与水按照体积比为1:1～100，在温度为25～80℃下，处理时间为10～600s制备；
执行步骤S3：将经过所述酸性溶液处理后的钛箔片置入双氧水溶液中处理，随后用去离子水冲洗，并用洁净气体吹干；其中，所述双氧水溶液的质量百分比含量为1～30%，处理温度为25～95℃，处理时间为20～4320min。为了更好地实施本发明，优选地，在所述双氧水溶液中添加体积百分比为所述双氧水溶液10～100%的缓冲剂，所述缓冲剂包括但不限于丙三醇、乙二醇其中之一或其混合物；
执行步骤S4：将依次经过所述酸性溶液、所述双氧水溶液处理后的钛箔片置于所述钛盐溶液中处理。其中，所述钛盐包括但不限于氯化钛盐、钛酸酯。具体地，所述氯化钛盐包括三氯化钛、四氯化钛中的一种或其混合物，所述氯化钛盐的浓度配比为0.1～1.0 mol/l，处理温度为25～80℃，处理时间为15～120min。所述钛酸酯包括但不限于钛酸正丁酯、钛酸异丙酯中的一种或其混合物，所述钛酸酯的浓度配比在为0.1～1.0 Mol/L，处理温度在25～80℃，处理时间在15～120min。
执行步骤S5：将依次经过所述酸性溶液、所述双氧水溶液、所述钛盐溶液处理后的钛箔片在400～560℃温度下烧结20～45min。优选地，所述烧结时间为30min。
为了便于性能测试，将本发明实施方式一、实施方式二、实施方式三、实施方式四、实施方式五、实施方式六，以及实施方式七所制备的钛箔片作为染料敏化太阳电池的光阳极基底并组装成完整结构的DSCs，进行光电特性分析。
请参阅图9，图9所述为具有本发明所述钛箔片的DSCs的制备方法流程图。所述具有本发明各实施方式所制备的钛箔片的染料敏化太阳电池的制备方法进一步包括：
执行步骤S81：在所述经过不同处理后的钛箔片上分别采用丝网印刷方式印刷TiO2浆料，直至所述TiO2浆料厚度达到14μm，并在550℃烧结30min；
执行步骤S82：待所述具有纳米晶TiO2的钛箔片冷却后浸入0.5mM的N719染料中24h，取出后乙醇冲洗，并吹干；
执行步骤S83：采用化学还原Pt法制备对电极，即喷涂H2PtCl6·6H2O的异丙醇溶液于透明导电氧化物基底上，并在120℃烘干后置于NaBH4溶液中还原形成Pt，作为载Pt对电极；
执行步骤S84：将所述具有钛箔片的光阳极和所述载Pt对电极组装，并注入电解质溶液以形成完整结构的DSCs。其中，所述电解质溶液包括0.03M I2，0.1M LiI，0.6M PMII，0.5M TBP，以及0.1M GuSCN。
请参阅图10、图11、图12、图13、图14、图15、图16、图17，图10所示为本发明实施方式一所制备的第一钛箔片SEM图谱。图11所示为本发明实施方式二所制备的第二钛箔片SEM图谱。图12所示为本发明实施方式三所制备的第三钛箔片SEM图谱。图13所示为本发明实施方式四所制备的第四钛箔片SEM图谱。图14所示为本发明实施方式五所制备的第五钛箔片SEM图谱。图15所示为本发明实施方式六所制备的第六钛箔片SEM图谱。图16所示为本发明实施方式七所制备的第七钛箔片SEM图谱。图17所示为本发明各实施方式所制备的钛箔片XRD图谱。从所述SEM图谱可知，依次经过酸性溶液、双氧水溶液、钛盐溶液处理的钛箔片表面形成TiO2和TiOx薄层。所述TiO2和TiOx薄层可作为DSCs中的阻挡层，有效的避免已收集到钛箔片上的电子与电解质溶液中的I3-的复合，从而减小光生电子损失；另一方面，在所述钛箔片表面形成的特殊纳米结构的TiO2可以增加通过丝网印刷等方式形成的纳米晶TiO2之间的电化学接触，降低它们之间的电化学阻抗，增加电子收集效率；同时，依次经过酸性溶液、双氧水溶液、钛盐溶液处理的钛箔片比表面积大，且具有相当的粗糙度，因而通过丝网印刷等方式形成的纳米晶TiO2与所述钛箔片具有高附着力。
DSCs作为光利用器件，通过本发明所述方法制备的钛箔片具有光散射作用，对于长波长范围的光有明显地散射作用，增加了光的利用率，从而增加DSCs的光电转换性能。
请参阅图18、图19，图18所示为具有本发明各实施方式所制备的钛箔片的染料敏化太阳电池的IPCE图谱。图19为具有本发明各实施方式所制备的钛箔片的染料敏化太阳电池的I-V图谱。从所述IPCE图谱和所述I-V图谱可知，依次经过酸性溶液、双氧水溶液、钛盐溶液处理的钛箔片所制备的DSCs具有更优异的光电转换性能。
综上所述，本发明所述钛箔片的制备方法，不仅可以获得附着力强、电子传输性能佳，且能有效抑制DSCs中电子复合的光阳极，而且增加光利用率，改善DSCs性能，制备方法简单，并适于产业化应用。
本领域技术人员均应了解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变型。因而，如果任何修改或变型落入所附权利要求书及等同物的保护范围内时，认为本发明涵盖这些修改和变型。
Claims (10)
1.一种染料敏化太阳电池光阳极的钛箔片制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
执行步骤S1：对所述钛箔片进行切割、打磨，并清洗、吹干；
执行步骤S2：对经过清洗、吹干后的钛箔片进行酸性溶液处理，所述处理的方式为浸入酸性溶液；
执行步骤S3：将经过所述酸性溶液处理后的钛箔片置入双氧水溶液中处理，随后用去离子水冲洗，并用洁净气体吹干，所述处理的方式为浸入双氧水溶液；
执行步骤S4：将依次经过所述酸性溶液、所述双氧水溶液处理后的钛箔片置于所述钛盐溶液中处理，所述处理的方式为浸入钛盐溶液；
执行步骤S5：将依次经过所述酸性溶液、所述双氧水溶液、所述钛盐溶液处理后的钛箔片在400～560℃温度下烧结。
2.如权利要求1所述的染料敏化太阳电池光阳极的钛箔片制备方法，其特征在于，所述酸性溶液为氢氟酸，盐酸，硫酸，草酸，硝酸中的一种或其混合溶液。
3.如权利要求2所述的染料敏化太阳电池光阳极的钛箔片制备方法，其特征在于，所述酸性溶液的制备方法包括利用所述酸性溶液与水按照体积比为1:1～100，在温度为25～80℃下，处理时间为10～600s制备。
4.如权利要求1所述的染料敏化太阳电池光阳极的钛箔片制备方法，其特征在于，所述双氧水溶液的质量百分比含量为1～30%，处理温度为25～95℃，处理时间为20～4320min。
5.如权利要求4所述的染料敏化太阳电池光阳极的钛箔片制备方法，其特征在于，所述双氧水溶液中进一步包括添加体积百分比为所述双氧水溶液10～100%的缓冲剂，所述缓冲剂包括丙三醇、乙二醇其中之一或其混合物。
6.如权利要求1所述的染料敏化太阳电池光阳极的钛箔片制备方法，其特征在于，所述钛盐包括氯化钛盐、钛酸酯中的一种或其混合物。
7.如权利要求6所述的染料敏化太阳电池光阳极的钛箔片制备方法，其特征在于，所述氯化钛盐包括三氯化钛、四氯化钛中的一种或其混合物。
8.如权利要求6所述的染料敏化太阳电池光阳极的钛箔片制备方法，其特征在于，所述氯化钛盐的浓度配比为0.1～1.0 mol/l，处理温度为25～80℃，处理时间为15～120min。
9.如权利要求6所述的染料敏化太阳电池光阳极的钛箔片制备方法，其特征在于，所述钛酸酯包括钛酸正丁酯、钛酸异丙酯中的一种或其混合物。
10.如权利要求6所述的染料敏化太阳电池光阳极的钛箔片制备方法，其特征在于，所述钛酸酯的浓度配比在为0.1～1.0 Mol/L，处理温度在25～80℃，处理时间在15～120min。
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