[發明專利]染料敏化太陽能電池納米枝節二氧化鈦光陽極的制備方法

有效

• 申請號: 201110149652.8
• 申請日: 2011-06-03
• 公開（公告）號: CN102306550A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 林昌健;郭文熹;鄭大江;呂妙強
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: H01G9/04
• 分類號: H01G9/04;H01G9/20;H01M14/00;H01L51/48
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及一種太陽能電池光陽極，尤其是涉及一種染料敏化太陽能電池納米枝節二氧化鈦光陽極的制備方法。

背景技術

1991年，瑞士及其合作者^[1]首次利用銠配合物作為敏化劑，開發出一種新型染料敏化太陽能電池。這種電池以多孔的二氧化鈦納米顆粒作為光陽極，利用其對染料的吸附和對激發電子的傳導進行光電轉化。到目前為止，這種電池的效率已經超過11％^[2]。然而，盡管多孔的二氧化鈦納米顆粒具有高的比表面積，但是，顆粒結構的無序性，使得電子傳遞效率低下，并且顆粒界面容易使光生電子-空穴的復合，以至電池效率難以得到提升。為了解決這個問題，近年來，人們開始探索在不同的基底上制備高度有序的一維(1-D)TiO₂納米陣列^[3-6]。研究表明，這種高度有序的陣列具有比TiO₂納米顆粒更高的電子傳遞效率。目前，制備這種1-D納米結構的方法主要包括ZnO模板法、Al₂O₃模板法、陽極氧化法和水熱法等。其中陽極氧化法制備的TiO₂納米管最為有序，然而，陽極氧化法往往只能在金屬鈦基底表面制備TiO₂，這樣就導致電池的設計必須是背面照射，并且陽極氧化法制備的光陽極由于阻擋層的存在，填充因子較為低下，從而導致效率難以得到提升。水熱法和模板法操作簡單，適合大規模生產，近年來已開始被廣泛應用。水熱法能夠直接在導電玻璃表面生長致密的TiO₂納米線陣列，但存在結合力差缺點，且制備出的TiO₂納米線為多為金紅石型(rutile)，并非光電性能最為優異的銳鈦礦晶型(anatase)。模板法可制備十幾微米長的納米線，然而由于經過兩次沉積，納米陣列的直徑往往比較大，從而減小了染料吸附的表面積，效率難以得到提高。

參考文獻：

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發明內容

本發明的目的旨在針對上述現有技術存在的問題，提供一種可顯著增加光的利用率，提升電池光電轉化性能的染料敏化太陽能電池納米枝節二氧化鈦光陽極的制備方法。

本發明包括以下步驟：

1)將導電玻璃清洗后，吹干待用；

在步驟1)中，所述導電玻璃可采用FTO導電玻璃等，所述導電玻璃的尺寸可為1cm×2cm；所述清洗可將導電玻璃依次放入丙酮、去離子水、無水乙醇中超聲清洗，超聲清洗的時間可為20～45min。

2)利用恒電流法在導電玻璃表面沉積一層ZnO納米棒陣列模板；