[發(fā)明專(zhuān)利]染料敏化太陽(yáng)能電池的ZnO電極及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710177245.1
• 申請(qǐng)日: 2007-11-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101162739A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林紅;林春富;莊東填;李建保
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01L31/0224
• 分類(lèi)號(hào): H01L31/0224;H01L31/18;H01L51/46;H01L51/48;H01L21/28;H01G9/042;H01G9/20;H01M14/00;H01M4/02;H01M4/04
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 李光松

1.一種用于染料敏化太陽(yáng)能電池的ZnO電極，其特征在于：所述用于染料敏化太陽(yáng)能電池的ZnO電極為在基底上涂覆一層ZnO納米帶陣列的ZnO膜；或先在工作電極基底上涂覆一層氧化物進(jìn)行前處理后再涂覆一層ZnO納米帶陣列的ZnO膜；或在經(jīng)過(guò)前處理的ZnO納米帶陣列的ZnO電極基礎(chǔ)上再進(jìn)行后處理涂覆一層氧化物的復(fù)合膜層的染料敏化太陽(yáng)能電池的ZnO電極。

2.一種用于染料敏化太陽(yáng)能電池的ZnO電極的制備方法，其特征在于，具體制備工藝包括：

1)直接在工作電極基底上制備：采用含有工作電極、對(duì)電極和參比電極的三電極系統(tǒng)，工作電極和對(duì)電極相距為2-6mm，以非離子型表面活性劑和硝酸鋅溶液按重量比3∶2～4∶1的比例，在混合溫度為50-80℃下混合成電鍍液，在-0.9～-1.1V的電鍍電壓下沉積出厚度為4-50nm納米帶ZnO膜，然后在煅燒溫度為300-600℃下煅燒0.5～2h時(shí)間，即得到具有ZnO納米帶陣列的適合用作染料敏化太陽(yáng)能電池光陽(yáng)極的ZnO電極；

2)經(jīng)過(guò)前處理后再涂覆的制備工藝，即在上述工作電極基底上先涂覆一層氧化物后，再按上述1)的方法制備晶化的ZnO納米帶陣列的ZnO電極；

3)在上述1)或2)制備晶化的ZnO納米帶陣列的ZnO電極上再涂覆氧化物進(jìn)行后處理，而制備得到具有ZnO納米帶陣列的適合用作染料敏化太陽(yáng)能電池光陽(yáng)極的ZnO電極，會(huì)使在染料敏化太陽(yáng)能電池中的使用效果更佳。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于染料敏化太陽(yáng)能電池的ZnO電極的制備方法，其特征在于，所述納米帶直立在基底上，排列有序。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于染料敏化太陽(yáng)能電池的ZnO電極的制備方法，其特征在于，所述納米帶之間的間距為1-2000nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于染料敏化太陽(yáng)能電池的ZnO電極的制備方法，其特征在于，所述非離子型表面活性劑為十六醇聚氧乙烯十醚、十八醇聚氧乙烯十醚、十八醇聚氧乙烯二十醚、十六醇聚氧乙烯八醚或十二醇聚氧乙烯八醚。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于染料敏化太陽(yáng)能電池的ZnO電極的制備方法，其特征在于，所述硝酸鋅溶液的濃度為0.001-1mol/L。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于染料敏化太陽(yáng)能電池的ZnO電極的制備方法，其特征在于，所述混合溶液中非離子型表面活性劑的濃度為20-90wt％。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于染料敏化太陽(yáng)能電池的ZnO電極的制備方法，其特征在于，所述工作電極的基底材料為透明導(dǎo)電玻璃、碳電極和金屬電極中的一種。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于染料敏化太陽(yáng)能電池的ZnO電極的制備方法，其特征在于，所述對(duì)電極為Pt片或鍍Pt電極。

10.所述參比電極為飽和甘汞電極。

11.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于染料敏化太陽(yáng)能電池的ZnO電極的制備方法，其特征在于，所述前或后處理涂覆的氧化物為MgO、SnO₂、ZnO、WO₃、Fe₂O₃、TiO₂、CeO₂、Nb₂O₅、Al₂O₃、In₂O₃、V₂O₃、ZrO₂、NiO、SiO₂、CaO、CoO、CuO、MnO、SrO和Ba₂O₃中一種或一種以上氧化物。

12.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于染料敏化太陽(yáng)能電池的ZnO電極的制備方法，其特征在于，所述前處理工藝為將工作電極浸泡在70℃的0.04mol/L的四氯化鈦溶液中30min后，取出來(lái)，在450℃下煅燒30min，以實(shí)現(xiàn)在工作電極上沉積一層TiO₂。

13.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于染料敏化太陽(yáng)能電池的ZnO電極的制備方法，其特征在于，所述后處理工藝為將ZnO納米帶陣列電極常溫浸泡在0.1mol/L的鈦酸四丁酯溶液中10min后，取出來(lái)，在450℃下煅燒30min，以實(shí)現(xiàn)在所得的ZnO納米帶陣列膜上沉積TiO₂的目的。