CN103165289A - 染料敏化太阳能电池的对电极、其制备方法、染料敏化太阳能电池及其制备方法 - Google Patents

染料敏化太阳能电池的对电极、其制备方法、染料敏化太阳能电池及其制备方法 Download PDF

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CN103165289A CN2011104183991A CN201110418399A CN103165289A CN 103165289 A CN103165289 A CN 103165289A CN 2011104183991 A CN2011104183991 A CN 2011104183991A CN 201110418399 A CN201110418399 A CN 201110418399A CN 103165289 A CN103165289 A CN 103165289A
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王平
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Shenzhen Oceans King Lighting Engineering Co Ltd
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Abstract

本发明属于太阳能电池领域，其公开了一种染料敏化太阳能电池的对电极、其制备方法、染料敏化太阳能电池及其制备方法；该对电极包括阴极导电基板以及覆盖在阴极导电基板表面的碳活性层，所述碳活性层的材质包括碳材料、纳米二氧化钛颗粒以及粘合剂，且碳材料、纳米二氧化钛颗粒以及粘合剂按照1∶0.1～0.2∶0.05～0.1的重量比混合。本发明提供的染料敏化太阳能电池的对电极，采用成本低廉的碳材料代替贵金属铂作为对电极，大大地降低了太阳能电池的制作成本，同时，也易于推广应用该染料敏华太阳能电池。

Description

染料敏化太阳能电池的对电极、其制备方法、染料敏化太阳能电池及其制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种染料敏化太阳能电池的对电极及其制备方法。本发明还涉及一种使用该对电极的染料敏化太阳能电池及其制备方法。
背景技术
自1991年瑞士洛桑工学院的
Figure BDA0000120195180000011
教授等人首次利用纳米技术，对染料敏化太阳能电池的光电转化效率取得突破性进展以来(O’Regan，B.；
Figure BDA0000120195180000012
M.Nature 1991，353，737.)，染料敏化太阳能电池(DSSCs)以其简单的制作工艺，低廉的成本和良好的应用前景而备受关注。这种光伏电池的制作成本仅为硅太阳能电池的1/5～1/10，使用寿命能够达到20年以上，被人们认为是最有希望取代硅基太阳能电池的下一代太阳能电池。
这种三明治结构的光伏电池通常是由吸附有染料的纳米晶TiO2光阳极(工作电极)、含有I-/I3 -氧化还原电对的电解质和对电极三部分组成。对电极的作用是收集电池外电路的电子，并把它快速、低耗地传递给电解质，同时催化还原电解质中的I-。此外对电极还可以将工作电极未吸收的光反射回到工作电极进行二次吸收，提高太阳光的吸收效率。因此，作为DSSCs的对电极，必须具备有高催化活性、高载流子传输能力以及良好的稳定性。
通常一般采用贵金属铂，金等作为DSSCs的对电极，这是因为铂，金对电极具有催化活性高和表面电阻小，这样制备的DSSCs的光电转换效率高，但是铂材料长期在电解质溶液中使用时，会与其中的I2发生反应生成PtI4，从而显著降低电池的光伏性能；除此之外，由于铂是一种贵金属材料，也限制了它的大规模应用。因此为了降低成本，人们不得不去寻找其他材料来代替贵金属铂作为对电极，从而制得高效，成本低廉，容易推广应用的染料敏化太阳能电池。
发明内容
本发明所要解决的问题之一在于提供一种成本低廉、易于推广的染料敏化太阳能电池的对电极。
一种染料敏化太阳能电池的对电极，包括阴极导电基板以及覆盖在阴极导电基板表面的碳活性层；所述碳活性层的材质包括碳材料、纳米二氧化钛颗粒以及粘合剂，且碳材料、纳米二氧化钛颗粒以及粘合剂按照1∶0.1～0.2∶0.05～0.1的重量比混合；所述碳活性层的厚度为12～50μm。
在该染料敏化太阳能电池的对电极中：
所述阴极导电基板为导电玻璃或金属薄片；其中，如果阴极导电基板为导电玻璃，则导电玻璃包括玻璃基板和涂覆在玻璃基板一表面的导电薄膜，且碳活性层覆盖在导电薄膜表面；导电薄膜可以为铟锡氧化物(ITO)、掺氟的氧化锡(FTO)、掺铝的氧化锌(AZO)或者掺铟的氧化锌(IZO)等材料；
所述碳材料的粒径为0.02-10μm，且所述碳材料为碳黑、活性炭、石墨、碳气凝胶及乙炔黑中的至少一种；
所述粘合剂为羟甲基纤维素、乙基纤维素、聚乙二醇、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物或聚四氟乙烯；
所述纳米二氧化钛颗粒为金红石型二氧化钛，所述纳米二氧化钛颗粒的粒径为50～200nm。
本发明所要解决的问题之二在于提供上述染料敏化太阳能电池的对电极的制备方法，包括如下步骤：
S1、提供并清洗阴极导电基板；
S2、将碳材料、纳米二氧化钛颗粒以及粘合剂按照1∶0.1～0.2∶0.05～0.1的重量比混合成胶体，并将胶体涂覆在阴极导电基板一表面，形成碳活性层，干燥后，制得所述染料敏化太阳能电池的对电极。
上述染料敏化太阳能电池的对电极的制备方法，步骤S2中，所述不步骤S2中，将胶体涂覆在阴极导电基板是采用如下步骤制得：
将胶体装入压力泵中，并通过喷笔将胶体喷涂在阴极导电基板，形成碳活性层。
本发明所要解决的问题之三在于提供一种染料敏化太阳能电池，该染料敏化太阳能电池包括上述染料敏化太阳能电池的对电极、多孔半导体薄膜、阳极导电基板以及密封材料；所述多孔导电薄膜设置在阳极导电基板和对电极之间，对电极和阳极导电基板的周边通过绝缘密封材料密封后形成一腔体；所述腔体中还封灌有液体电解质。
在染料敏化太阳能电池中：
所述所述阳极导电基板为导电玻璃或金属薄片；其中，如果阳极导电基板为导电玻璃，则导电玻璃包括玻璃基板和涂覆在玻璃基板一表面的导电薄膜，且碳活性层覆盖在导电薄膜表面；导电薄膜可以为铟锡氧化物(ITO)、掺氟的氧化锡(FTO)、掺铝的氧化锌(AZO)或者掺铟的氧化锌(IZO)等材料；
所述多孔导电薄膜为纳米二氧化钛胶体。
本发明所要解决的问题之四在于提供一种所述的染料敏化太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
A1、按所需规格，提供染料敏化太阳能电池的对电极和阳极导电基板，并在对电极或阳极导电基板上开一注液孔，然后清洗对电极和阳极导电基板；
A2、将纳米二氧化钛胶体覆盖在阳极导电玻璃上，并于450℃下煅烧0.5小时，制得多孔半导体薄膜，随后将多孔半导体薄膜浸入光敏染料溶液中，浸泡处理24小时，吸附光敏染料，制得含染料敏化的多孔半导体薄膜的阳极导电基板；
A3、用绝缘密封材料分别涂覆在步骤A1的对电极和步骤A2的阳极导电基板的边缘，对对电极和阳极导电基板的周边进行密封，使之形成一腔体，且多孔半导体薄膜置于腔体中；
A4、最后通过注液孔向腔体灌注液体电解质，然后密封注液孔；
上述工艺步骤完成后，制得所述染料敏化太阳能电池。
本发明提供的染料敏化太阳能电池，采用成本低廉的碳材料代替贵金属铂作为电极，大大地降低了太阳能电池的制作成本，同时，也易于推广应用该染料敏华太阳能电池。
本发明提供的染料敏化太阳能电池的制作方法，制作工艺简单，易于操作，便于推广利用。
附图说明
图1为本发明染料敏化太阳能电池的结构示意图；
图2为本发明染料敏化太阳能电池的对电极的制备工艺流程图；
图3为本发明染料敏化太阳能电池的制备工艺流程图；
图4为实施例1、对比例1和对比例2制作的对电极的反射率测试；
图5为实施例1、对比例1和对比例2制得的太阳能电池的电流密度-电压特性曲线图。
具体实施方式
本发明提供的染料敏化太阳能电池的对电极，如图1所示，包括阴极导电基板100以及覆盖在阴极导电基板100上的碳活性层105；所述碳活性层105的材质包括碳材料、纳米二氧化钛颗粒以及粘合剂，且碳材料、纳米二氧化钛颗粒以及粘合剂按照1∶0.1～0.2∶0.05～0.1的重量比混合；所述碳活性层的厚度为12～50μm。
在该染料敏化太阳能电池的对电极中：
阴极导电基板100可以为导电玻璃或金属薄片；其中，如果阴极导电基板100为导电玻璃，则导电玻璃包括玻璃基板101和涂覆在玻璃基板101一表面的导电薄膜102，且碳活性层105覆盖在导电薄膜102表面；导电薄膜102可以为铟锡氧化物(ITO)、掺氟的氧化锡(FTO)、掺铝的氧化锌(AZO)或者掺铟的氧化锌(IZO)等材料；优选阴极导电基板为导电玻璃；
所述碳材料的粒径为0.02-10μm，且所述碳材料为碳黑、活性炭、石墨、碳气凝胶及乙炔黑中的至少一种；
所述粘合剂为羟甲基纤维素(CMC)、乙基纤维素(EC)、聚乙二醇(PEG-2000)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)或聚四氟乙烯(PTFE)等材料；所述粘合剂在使用前需要配置成溶液或者乳液，当把碳材料：金红石型二氧化钛：粘合剂三者混合之后形成胶体，再加入适量溶剂，使胶体的固含量达到15-30％；
所述纳米二氧化钛颗粒为金红石型二氧化钛，所述纳米二氧化钛颗粒的粒径为50～200nm；因为金红石晶型的二氧化钛在所有的白颜料中具有最高的折射率和反射率，可以将透过光阳极的光漫反射回光阳极。
上述染料敏化太阳能电池的对电极的制备方法，如图2所示，包括如下步骤：
S1、提供阴极导电基板，并阴极导电基板；
S2、将碳材料、纳米二氧化钛颗粒以及粘合剂按照1∶0.1～0.2∶0.05～0.1的重量比混合成胶体，并将胶体涂覆在阴极导电基板一表面，形成碳活性层，干燥后，制得所述染料敏化太阳能电池的对电极。
上述料敏化太阳能电池的对电极的制备方法，步骤S2中，所述不步骤S2中，将胶体涂覆在阴极导电基板是采用如下步骤制得：
将胶体装入压力泵中，并通过0.3nm口径的喷笔将胶体喷涂在阴极导电基板上，喷涂压力为0.06Mpa，喷笔距离导电基板的距离为15cm，喷笔的移动速度为0.1m/s；在阴极导电基板上往返喷涂多次，形成碳活性层。
上述料敏化太阳能电池的对电极的制备方法，步骤S3中，所述惰性气氛由氮气和氩气中任一气体组成。
本发明还提供上述对电极在敏化太阳能电池中的应用。如图1所示，敏化太阳能电池包括染料敏化太阳能电池的对电极、多孔半导体薄膜103、阳极导电基板200以及密封材料107；所述多孔导电薄膜103设置在阳极导电基板和对电极之间，对电极和阳极导电基板200的周边通过绝缘密封材料107密封后形成一腔体；所述腔体中还封灌有液体电解质106；其中，对电极包括阴极导电基板100和涂覆在该阴极导电基板100上的碳活性层105。
上述对电极在敏化太阳能电池中，如果阴极导电基板100和阳极导电基板200为导电玻璃，则阴极导电基板100包括玻璃基板101和导电薄膜102，阳极导电基板200包括玻璃基板201和导电薄膜202，且导电薄膜(102，202)可以为铟锡氧化物(ITO)、掺氟的氧化锡(FTO)、掺铝的氧化锌(AZO)或者掺铟的氧化锌(IZO)等材料；优选阴极导电基板100和阳极导电基板200为导电玻璃；
上述染料敏化太阳能电池中：
所述多孔半导体薄膜103是将纳米二氧化钛胶体通过刮涂、印刷等方法覆盖在导电薄膜102上后，经过煅烧制备而成的纳米二氧化钛胶体；
所述绝缘密封材料为UV胶
上述染料敏化太阳能电池的制备方法，如图3所示，包括如下步骤：
A1、按所需规格，提供染料敏化太阳能电池的对电极和阳极导电基板，并在对电极或阳极导电基板上开一个0.2mm规格的注液孔，然后清洗对电极和阳极导电基板；其中，对电极包括阴极导电基板以及涂覆在阴极导电基板上的碳活性层；优选在对电极上开一个注液孔；
A2、将纳米二氧化钛胶体覆盖在阳极导电玻璃上，并于450℃下煅烧0.5小时，制得多孔半导体薄膜，随后将多孔半导体薄膜浸入光敏染料溶液中，浸泡处理24小时，吸附光敏染料，制得含染料敏化的多孔半导体薄膜的阳极导电基板；
A3、用绝缘密封材料分别涂覆在步骤A1的对电极和步骤A2的阳极导电基板的边缘，对对电极和阳极导电基板的周边进行密封，使之形成一腔体，且多孔半导体薄膜置于腔体中；
A4、最后通过注液孔向腔体灌注液体电解质，然后密封注液孔；
上述工艺步骤完成后，制得所述染料敏化太阳能电池。
本发明提供的染料敏化太阳能电池，采用了碳材料作为对电极，由于碳材料导电性能好，来源广泛，价格低廉，对I-的催化还原能力强，因此作为对电极应用于染料敏化太阳能电池，得到的光电转换效率高，本发明工艺过程简单，工作效率高，成本低廉，有利于推广应用。
本发明提供的染料敏化太阳能电池的制作方法，制作工艺简单，易于操作，便于推广利用。
下面结合附图，对本发明的较佳实施例作进一步详细说明。
实施例1
1、制备染料敏化太阳能电池的对电极
取其中一氟掺杂氧化锡(FTO)导电玻璃作为阴极导电基板(包括玻璃基板以及导电薄膜FTO)，并在导电玻璃上开一个尺寸为0.2mm的注液孔；
将导电玻璃进行清洗后，将碳黑(粒径为0.02μm)、金红石型二氧化钛钛颗粒(粒径为100nm)以及羟甲基纤维素按照1∶0.1∶0.1的重量比混合成胶体；其中，羟甲基纤维素先用正丁醇溶解后在与碳黑及金红石型二氧化钛钛颗粒混合；胶体中的固含量为30％；
将胶体装入压力泵中，并通过0.3nm口径的喷笔将胶体喷涂在阴极导电基板上，喷涂压力为0.06Mpa，喷笔距离导电基板的距离为15cm，喷笔的移动速度为0.1m/s；在阴极导电基板上往返喷涂多次；最后50℃真空干燥10分钟，在导电玻璃的导电薄膜(即FTO)表面形成厚度为18μm的碳活性层。
2、制备染料敏化的多孔半导体薄膜
将纳米二氧化钛胶体覆盖在另一氟掺杂氧化锡(FTO)导电玻璃(即阳极导电基板，包括玻璃基板以及导电薄膜FTO)的导电薄膜FTO上后，并于450℃下煅烧0.5小时，制得多孔半导体薄膜，随后将多孔半导体薄膜浸入光敏染料溶液中，浸泡处理24小时，吸附光敏染料，制得染料敏化的多孔半导体薄膜。
3、制备染料敏化太阳能电池
将上述制备好的对电极、吸附有光敏染料的多孔半导体薄膜以及阳极导电基板重叠，并用光固化UV胶密封对电极和阳极导电基板四周，形成一腔体，即电池腔体；通过在对电极上预留的注液孔，往电池腔体中注入液体电解质，随后密封电解质注入注液孔，制得染料敏化太阳能电池。
实施例2
1、制备染料敏化太阳能电池的对电极
取其中一不锈钢薄片作为阴极导电基板，并在不锈钢薄片上开一个尺寸为0.2mm的注液孔；
对不锈钢薄片进行清洗后，将活性炭(粒径为10μm)、金红石型二氧化钛钛颗粒(粒径为50nm)以及乙基纤维素按照1∶0.15∶0.05的重量比混合成胶体；其中，乙基纤维素先用乙醇溶解再与活性炭及金红石型二氧化钛钛颗粒混合；胶体中固含量为15％；
将胶体装入压力泵中，并通过0.3nm口径的喷笔将胶体喷涂在阴极导电基板上，喷涂压力为0.06Mpa，喷笔距离导电基板的距离为15cm，喷笔的移动速度为0.1m/s；在阴极导电基板上往返喷涂多次；最后50℃真空干燥10分钟，在导电玻璃的导电薄膜(即FTO)表面形成厚度为12μm的碳活性层。
2、制备染料敏化的多孔半导体薄膜
与实施例1相同。
3、制备染料敏化太阳能电池
与实施例1相同。
实施例3
1、制备染料敏化太阳能电池的对电极
取其中一掺铝的氧化锌(AZO)导电玻璃作为阴极导电基板(包括玻璃基板以及导电薄膜ATO)，并在导电玻璃上开一个尺寸为0.2mm的注液孔；
将导电玻璃进行清洗后，将乙炔黑(粒径为2μm)、金红石型二氧化钛钛颗粒(粒径为200nm)以及聚乙二醇(PEG-2000)按照1∶0.2∶0.1的重量比混合成胶体其中，聚乙二醇(PEG-2000)先用乙醇溶解再与乙炔黑及金红石型二氧化钛钛颗粒混合；胶体中固含量为20％；
将胶体装入压力泵中，并通过0.3nm口径的喷笔将胶体喷涂在阴极导电基板上，喷涂压力为0.06Mpa，喷笔距离导电基板的距离为15cm，喷笔的移动速度为0.1m/s；在阴极导电基板上往返喷涂多次；最后50℃真空干燥10分钟，在导电玻璃的导电薄膜(即FTO)表面形成厚度为40μm的碳活性层。
2、制备染料敏化的多孔半导体薄膜
与实施例1相同。
3、制备染料敏化太阳能电池
与实施例1相同。
实施例4
1、制备染料敏化太阳能电池的对电极
取其中一铟锡氧化物(ITO)导电玻璃作为阴极导电基板(包括玻璃基板以及导电薄膜ITO)，并在导电玻璃上开一个尺寸为0.2mm的注液孔；
将导电玻璃进行清洗后，将碳气凝胶(粒径为0.02μm)、金红石型二氧化钛钛颗粒(粒径为150nm)以及聚四氟乙烯按照1∶0.15∶0.1的重量比混合成胶体；其中，聚四氟乙烯乳液用乙醇稀释后再与碳气凝胶及金红石型二氧化钛钛颗粒混合，胶体中的固含量为20％；
将胶体装入压力泵中，并通过0.3nm口径的喷笔将胶体喷涂在阴极导电基板上，喷涂压力为0.06Mpa，喷笔距离导电基板的距离为15cm，喷笔的移动速度为0.1m/s；在阴极导电基板上往返喷涂多次；最后50℃真空干燥10分钟，在导电玻璃的导电薄膜(即FTO)表面形成厚度为50μm的碳活性层。
2、制备染料敏化的多孔半导体薄膜
与实施例1相同。
3、制备染料敏化太阳能电池
与实施例1相同。
实施例4
1、制备染料敏化太阳能电池的对电极
取其中一掺铟的氧化锌(IZO)导电玻璃作为阴极导电基板(包括玻璃基板以及导电薄膜IZO)，并在导电玻璃上开一个尺寸为0.2mm的注液孔；
将导电玻璃进行清洗后，将石墨(粒径为0.1μm)、金红石型二氧化钛钛颗粒(粒径为80nm)以及聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物按照1∶0.15∶0.08的重量比混合成胶体；其中，聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物先用N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶解后再与石墨及金红石型二氧化钛钛颗粒混合，胶体中的固含量为15％；
将胶体装入压力泵中，并通过0.3nm口径的喷笔将胶体喷涂在阴极导电基板上，喷涂压力为0.06Mpa，喷笔距离导电基板的距离为15cm，喷笔的移动速度为0.1m/s；在阴极导电基板上往返喷涂多次；最后50℃真空干燥10分钟，在导电玻璃的导电薄膜(即FTO)表面形成厚度为30μm的碳活性层。
2、制备染料敏化的多孔半导体薄膜
与实施例1相同。
3、制备染料敏化太阳能电池
与实施例1相同。
对比例1
1、制备染料敏化太阳能电池的对电极
取其中一氟掺杂氧化锡(FTO)导电玻璃作为阴极导电基板(包括玻璃基板以及导电薄膜FTO)，并在导电玻璃上开一个尺寸为0.2mm的注液孔；
将导电玻璃进行清洗后，将碳黑(粒径为0.02μm)以及羟甲基纤维素按照1∶0.1的重量比混合成胶体；其中，羟甲基纤维素先用正丁醇溶解后在与碳黑及金红石型二氧化钛钛颗粒混合；胶体中的固含量为30％；
将胶体装入压力泵中，并通过0.3nm口径的喷笔将胶体喷涂在阴极导电基板上，喷涂压力为0.06Mpa，喷笔距离导电基板的距离为15cm，喷笔的移动速度为0.1m/s；在阴极导电基板上往返喷涂多次；最后50℃真空干燥10分钟，在导电玻璃的导电薄膜(即FTO)表面形成厚度为13μm的碳活性层。
2、制备染料敏化的多孔半导体薄膜
与实施例1相同。
3、制备染料敏化太阳能电池
与实施例1相同。
对比例1
1、制备染料敏化太阳能电池的对电极
将六水合氯铂酸(H2PtCl6·6H2O)溶于异丙醇中，配制成浓度为3％(w/w)的溶液；然后通过旋涂的方法，将氯铂酸旋涂在干净的导电玻璃表面，在40℃干燥，干燥完毕后继续旋涂，干燥，如此反复四次。随后将其置于马福炉中在400℃烧制20分钟，待降温后取出，即制得镀铂对电极。
2、制备染料敏化的多孔半导体薄膜
与实施例1相同。
3、制备染料敏化太阳能电池
与实施例1相同。
表1表示各实施例与对比制得太阳能电池的光伏性能数据。
表1
  短路电流(mA/cm2)  开路电压(V)   填充因子   转换效率(％)
  实施例1   12.43   0.74   0.72   6.62
  实施例2   11.25   0.74   0.73   6.07
  实施例3   12.39   0.73   0.72   6.51
  实施例4   11.87   0.74   0.71   6.23
  实施例5   12.38   0.74   0.72   6.60
  对比例1   11.36   0.74   0.70   5.88
  对比例2   12.36   0.74   0.73   6.68
从表1中可以看出，采用碳活性层制作的对电极，经组装染料敏化成太阳能电池后，所得光伏性能数据接近于以镀铂电极制作的太阳能电池，考虑到铂材料属于贵重金属，而本发明所用的材料均来源广泛，价格低廉，因此在进行推广运用时具有非常大的优势。
图4为实施例1、对比例1和对比例2制作的对电极的反射率测试；如图4所知，在掺入金红石型二氧化钛后，对电极的反射率得到了提高，这样有利于入射光在电池内进行二次吸收，提高可将光吸收率。
图5为实施例1、对比例1和2制得的太阳能电池的电流密度-电压特性曲线图。从图5中可以看出，采用碳材料和金红石型二氧化钛混合制作的对电极，经组装成太阳能电池后，所得光伏性能数据接近甚至超过以镀铂电极制作的太阳能电池，同时掺入金红石型二氧化钛后，对电极的反射率得到了提高，因此有利于光电转换效率的提高；考虑到铂材料属于贵重金属，而本发明所用的材料均来源广泛，价格低廉，因此在进行推广运用时具有非常大的优势。
应当理解的是，上述针对本发明较佳实施例的表述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种染料敏化太阳能电池的对电极，其特征在于，该对电极包括阴极导电基板以及覆盖在阴极导电基板表面的碳活性层；所述碳活性层的材质包括碳材料、纳米二氧化钛颗粒以及粘合剂，且碳材料、纳米二氧化钛颗粒以及粘合剂按照1∶0.1～0.2∶0.05～0.1的重量比混合。
2.根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池的对电极，其特征在于，所述阴极导电基板为导电玻璃或金属薄片；所述碳材料为碳黑、活性炭、石墨、碳气凝胶及乙炔黑中的至少一种。
3.根据权利要求3所述的染料敏化太阳能电池的对电极，其特征在于，所述碳材料的粒径为0.02-10μm。
4.根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池的对电极，其特征在于，所述纳米二氧化钛颗粒为金红石型二氧化钛，所述纳米二氧化钛颗粒的粒径为50～200nm。
5.根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池的对电极，其特征在于，所述粘合剂为羟甲基纤维素、乙基纤维素、聚乙二醇、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物或聚四氟乙烯。
6.一种如权利要求1所述的染料敏化太阳能电池的对电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、提供并清洗阴极导电基板；
S2、将碳材料、纳米二氧化钛颗粒以及粘合剂按照1∶0.1～0.2∶0.05～0.1的重量比混合成胶体，并将胶体涂覆在阴极导电基板一表面，形成碳活性层，干燥后，制得所述染料敏化太阳能电池的对电极。
7.根据权利要求6所述的染料敏化太阳能电池的对电极的制备方法，其特征在于，所述不步骤S2中，将胶体涂覆在阴极导电基板是采用如下步骤制得：
将胶体装入压力泵中，并通过喷笔将胶体喷涂在阴极导电基板，形成碳活性层。
8.一种染料敏化太阳能电池，其特征在于，包括权利要求1所述的染料敏化太阳能电池的对电极、多孔半导体薄膜、阳极导电基板以及密封材料；所述多孔导电薄膜设置在阳极导电基板和对电极之间，对电极和阳极导电基板的周边通过绝缘密封材料密封后形成一腔体；所述腔体中还封灌有液体电解质。
9.根据权利要求8所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述阳极导电基板为导电玻璃或金属薄片；所述多孔导电薄膜为纳米二氧化钛胶体。
10.一种如权利要求8所述的染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
A1、按所需规格，提供染料敏化太阳能电池的对电极和阳极导电基板，并在对电极或阳极导电基板上开一注液孔，然后清洗对电极和阳极导电基板；
A2、将纳米二氧化钛胶体覆盖在阳极导电玻璃上，并于450℃下煅烧0.5小时，制得多孔半导体薄膜，随后将多孔半导体薄膜浸入光敏染料溶液中，浸泡处理24小时，吸附光敏染料，制得含染料敏化的多孔半导体薄膜的阳极导电基板；
A3、用绝缘密封材料分别涂覆在步骤A1的对电极和步骤A2的阳极导电基板的边缘，对对电极和阳极导电基板的周边进行密封，使之形成一腔体，且多孔半导体薄膜置于腔体中；
A4、最后通过注液孔向腔体灌注液体电解质，然后密封注液孔；上述工艺步骤完成后，制得所述染料敏化太阳能电池。
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