[發明專利]染料敏化光電轉換器件及其制造方法，以及金屬氧化物漿料

有效

• 申請號: 201110305717.3
• 申請日: 2011-10-08
• 公開（公告）號: CN103035410B
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 李勇明;高濂;楊松旺
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: H01G9/042
• 分類號: H01G9/042;H01G9/20;H01M14/00;H01L51/48;H01L51/44
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙)31261
• 代理人: 鄭優麗

1.一種染料敏化光電轉換器件的制造方法，包括以下步驟：

通過將至少兩種以上的金屬氧化物納米顆粒、至少一種以上的散射顆粒以及粘結劑分散到分散劑中來制備金屬氧化物漿料；以及

通過涂敷、烘焙所述金屬氧化物漿料來形成多孔半導體層，烘焙溫度為350～650℃；

其中，所述至少兩種以上的金屬氧化物納米顆粒分別具有不同的粒徑分布，至少包括：平均粒徑在20nm以上且80nm以下的范圍內的第一金屬氧化物納米顆粒、以及平均粒徑在7nm以上且20nm以下的范圍內的第二金屬氧化物納米顆粒；

所述散射顆粒的平均粒徑在100nm以上且3000nm以下；

所述粘結劑包含不同粘度的兩種乙基纖維素，所述兩種乙基纖維素是粘度在30cp以上且70cp以下的高粘度乙基纖維素和粘度在5cp以上且15cp以下的低粘度乙基纖維素，所述高粘度乙基纖維素與所述低粘度乙基纖維素的質量比在50/50以上且70/30以下的范圍內；

所述粘結劑在所述金屬氧化物漿料中的含量在1.0質量％以上且40.0質量％以下的范圍內。

2.如權利要求1所述的染料敏化光電轉換器件的制造方法，其中，

金屬氧化物納米顆粒在所述金屬氧化物漿料中的含量在1.0質量％以上且35.0質量％以下的范圍內，

所述第一金屬氧化物納米顆粒與所述第二金屬氧化物納米顆粒的質量比(第一金屬氧化物納米顆粒/第二金屬氧化物納米顆粒)在0.5以上且20.0以下的范圍內，

所述散射顆粒在所述金屬氧化物漿料中的含量在1.0質量％以上且20.0質量％以下的范圍內，

所述金屬氧化物納米顆粒與散射顆粒的質量比(金屬氧化物納米顆粒/散射顆粒)在2.0以上且10.0以下的范圍內，

所述金屬氧化物納米顆粒和所述散射顆粒在所述金屬氧化物漿料中的總含量在5.0質量％以上且40.0質量％以下。

3.如權利要求1所述的染料敏化光電轉換器件的制造方法，其中，

所述分散劑包含松油醇。

4.如權利要求1所述的染料敏化光電轉換器件的制造方法，其中，

所述金屬氧化物納米顆粒以及所述散射顆粒包含金屬氧化物作為主要成分，

所述金屬氧化物是包含從氧化鈦、氧化錫、氧化鈮、氧化鋅、氧化鎢、氧化銦、氧化銅、氧化鉻、鈦酸鍶以及錫酸鉛的組中選擇的一種以上的n型半導體。

5.如權利要求1所述的染料敏化光電轉換器件的制造方法，其中，在所述金屬氧化物漿料制造步驟之后，且在所述多孔半導體層的形成步驟之前還包括通過在導電層的表面涂敷高結晶性金屬氧化物納米膠體并進行烘焙來形成粘附層的步驟。

6.如權利要求5所述的染料敏化光電轉換器件的制造方法，其中，所述粘附層的厚度在10nm以上且1000nm以下的范圍內，

所述粘附層的細孔容積在0.01cm³/g以上且0.40cm³/g以下的范圍內，

所述粘附層的空位直徑的中心值在1nm以上且20nm以下的范圍內。

7.如權利要求5所述的染料敏化光電轉換器件的制造方法，其中，

所述金屬氧化物納米膠體包含以金屬氧化物為主要成分的金屬氧化物納米顆粒，

所述金屬氧化物是包含從氧化鈦、氧化錫、氧化鈮、氧化鋅、氧化鎢、氧化銦、氧化銅、氧化鉻、鈦酸鍶以及錫酸鉛的組中選擇的一種以上的n型半導體。

8.如權利要求1所述的染料敏化光電轉換器件的制造方法，還包括以下步驟：

通過將TiO₂-B型納米線添加到電解液中并凝膠化來形成凝膠狀電解質；以及

在所述多孔半導體層與對電極之間形成包含所述凝膠狀電解質的電解質層。

9.如權利要求1所述的染料敏化光電轉換器件的制造方法，還包括以下步驟：通過將石墨烯溶液涂敷到導電層的表面、使石墨烯沉積在導電層的表面、并形成多孔石墨烯層來形成對電極。