[發明專利]一種染料敏化太陽能電池光陽極的制備方法及其應用

在審

• 申請號: 201510717101.5
• 申請日: 2015-10-29
• 公開（公告）號: CN105244172A
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發明（設計）人: 楊玉林;俞佳;范瑞清
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01G9/20
• 分類號: H01G9/20;H01G9/042
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 侯靜

1.一種染料敏化太陽能電池光陽極的制備方法，其特征在于染料敏化太陽能電池光陽極的制備方法具體是按以下步驟進行的：

一、將Yb₂O₃和Ho₂O₃混合，得到混合物，將混合物加入到HNO₃中，然后在溫度為50℃～90℃的條件下加熱溶解15min～45min，然后在溫度90℃～150℃的條件下烘干4h～10h，得到Yb(NO₃)₃和Ho(NO₃)₃；所述Ho₂O₃與Yb₂O₃摩爾比為1:(40～100)；所述混合物的質量與HNO₃的體積比為1g:(1～7)mL；

二、將NH₄HF₂溶于去離子水中，得到NH₄HF₂溶液；將步驟一得到的Yb(NO₃)₃和Ho(NO₃)₃溶于去離子水中，得到混合液；然后以50滴/min～80滴/min的速度將混合液滴入到NH₄HF₂溶液中，混合完全后采用HF調節pH值為1～7，得到合成產物；將合成產物轉移到水熱釜中進行水熱反應，水熱溫度為150℃～200℃，水熱時間為12h～24h，水熱完畢后得到水熱產物，將水熱產物自然冷卻至室溫，然后以3000rpm～15000rpm的速度進行離心分離，得到白色沉淀物，將白色沉淀物先采用去離子水洗滌2～5次，再采用無水乙醇清洗2～5次，得到清洗后沉淀物，將清洗后沉淀物置于溫度為100℃的真空干燥箱中干燥1h～5h后，再置于溫度為300℃～600℃的馬弗爐中煅燒0.5h～4h，自然冷卻至室溫，得到上轉換YbF₃-Ho納米顆粒；所述NH₄HF₂的質量與去離子水的體積比為1g:(10～50)mL；

三、將步驟二得到的上轉換YbF₃-Ho納米顆粒與TiO₂混合，然后置于溫度為100℃～600℃的馬弗爐中煅燒0.5h～5h，自然冷卻至室溫，得到YbF₃-Ho/TiO₂異質結構上轉換粉體；所述步驟二得到的上轉換YbF₃-Ho納米顆粒與TiO₂的質量比為1:(3～20)；

四、將步驟三得到的YbF₃-Ho/TiO₂異質結構上轉換粉體、乙基纖維素、松油醇和乙醇均勻混合攪拌，制成漿料，使用250目絲網對漿料進行絲網印刷，以1℃/min的升溫速率將溫度從室溫升至200℃～700℃，然后在200℃～700℃的溫度下保溫0.5h～5h，得到染料敏化太陽能電池光陽極；所述步驟三得到的YbF₃-Ho/TiO₂異質結構上轉換粉體與乙基纖維素的質量比為1:(0.1～0.5)；所述步驟三得到的YbF₃-Ho/TiO₂異質結構上轉換粉體與松油醇的質量比為1:(2～7)；所述步驟三得到的YbF₃-Ho/TiO₂異質結構上轉換粉體與乙醇的質量比為1:(2～5)。

2.根據權利要求1所述的一種染料敏化太陽能電池光陽極的制備方法，其特征在于步驟一中所述Ho₂O₃與Yb₂O₃摩爾比為1:50.76。

3.根據權利要求1所述的一種染料敏化太陽能電池光陽極的制備方法，其特征在于步驟一中所述混合物的質量與HNO₃的體積比為1g:5.28mL。

4.根據權利要求1所述的一種染料敏化太陽能電池光陽極的制備方法，其特征在于步驟一中在溫度為90℃的條件下加熱溶解20min。

5.根據權利要求1所述的一種染料敏化太陽能電池光陽極的制備方法，其特征在于步驟一中在溫度110℃的條件下烘干6h。