[發明專利]NaYF4:Yb,Er修飾的染料敏化太陽能電池TiO2光陽極的制備方法

無效

• 申請號: 201110189415.4
• 申請日: 2011-07-07
• 公開（公告）號: CN102360956A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 楊玉林;張旭男;范瑞清
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01G9/042
• 分類號: H01G9/042;H01G9/20;H01M14/00;H01L51/48
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 韓末洙

技術領域

本發明涉及染料敏化太陽能電池TiO₂光陽極的制備方法。

背景技術

能源是人類社會的生存與發展的基礎，為了解決日益嚴峻的能源危機與環境問題，實 現可持續發展，研究者們把光伏能源列為21世紀最重要的新能源之一。染料敏化太陽能電 池是最近20年基于納米技術發展起來的一種新型、低成本太陽能電池，雖然其轉換效率和 穩定性有待提高，但是，該電池被譽為最有應用前景的太陽能電池之一，特別是在光伏產 業中占有重要的一席之地。現有的染料敏化太陽能電池TiO₂光陽極是將通過涂膜或絲網印 刷法將TiO₂漿體覆在基底上，用于吸收太陽光，因為TiO₂的禁帶寬度為3.2eV，僅吸收太 陽光譜中的紫外光，太陽能的利用率低，達不到產業化的目的。

發明內容

本發明是要解決現有的染料敏化太陽能電池TiO₂光陽極太陽能利用率低的技術問 題，而提供NaYF₄:Yb，Er修飾的染料敏化太陽能電池TiO₂光陽極的制備方法。

NaYF₄:Yb，Er修飾的染料敏化太陽能電池TiO₂光陽極的制備方法按以下步驟進行：

一、按TiO₂粉末與NaYF₄:Yb，Er粉末的質量比為1∶0.15～1.65、TiO₂粉末與乙基纖維素 的質量比為1∶0.25～0.40、TiO₂粉末與松油醇的質量比為1∶4.8～4.9的比例稱取細度為 200目～325目的TiO₂粉末、細度為200目～325目的NaYF₄:Yb，Er粉末、乙基纖維素和 松油醇并混合均勻，在室溫下陳化3天～4天，得到漿料；二、用流延法將步驟一制備的 漿料涂覆至FTO玻璃的導電面上，然后放在溫度為75℃～85℃的干燥箱中干燥5min～ 10min，得到光陽極坯片；三、將步驟二得到的光陽極坯片放入溫度為680℃～720℃的馬 弗爐中焙燒12h～16h，得到NaYF₄:Yb，Er修飾的染料敏化太陽能電池TiO₂光陽極。

NaYF₄:Yb，Er修飾的染料敏化太陽能電池TiO₂光陽極的制備方法還可以按以下步驟 進行：一、按TiO₂粉末與NaYF₄:Yb，Er粉末的質量比為1∶0.15～1.65、TiO₂粉末與乙基 纖維素的質量比為1∶0.25～0.40、TiO₂粉末與松油醇的質量比為1∶4.8～4.9的比例稱取 細度為200目～325目的TiO₂粉末、細度為200目～325目的NaYF₄:Yb，Er粉末、乙基纖 維素和松油醇并混合均勻，在室溫下陳化3天～4天，得到漿料；二、用絲網印刷法將步 驟一制備的漿料涂覆至FTO玻璃的導電面上，然后放在溫度為75℃～85℃的干燥箱中干 燥5min～10min；三、重復步驟二的操作2～5次，得到光陽極坯片；四、將步驟三得到的 光陽極坯片放入溫度為680℃～720℃的馬弗爐中焙燒12h～16h，得到NaYF₄:Yb，Er修飾的 染料敏化太陽能電池TiO₂光陽極。

本發明用上轉換材料NaYF₄:Yb，Er修飾TiO₂，增加了DSSC在近紅外光的吸收，使 占全光譜太陽光43％的能量達到利用。本發明的NaYF₄:Yb，Er修飾的染料敏化太陽能電池 TiO₂光陽極的光電轉化效率為1.9％～2.7％。本發明的NaYF₄:Yb，Er修飾的染料敏化太陽能 電池TiO₂光陽極可用于太陽能電池。

附圖說明