[發明專利]一種染料敏化太陽能電池的制備方法

有效

• 申請號: 201610123181.6
• 申請日: 2016-03-05
• 公開（公告）號: CN105575669B
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 劉玉潔
• 申請（專利權）人: 無錫南理工科技發展有限公司
• 主分類號: H01G9/20
• 分類號: H01G9/20;H01G9/00
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 胡定華

1.一種染料敏化太陽能電池的制備方法，其特征在于，第一導電層和第一透明基板組成第一ITO導電玻璃，第二導電層和第二透明基板組成第二ITO導電玻璃；具體包括以下步驟，

(1)染料溶液的配制：按所需配比配制電解質溶液，并將配制好的電解質溶液與染料溶液混合，待用；

(2)光電極制備：采用電子束蒸發法在第一ITO導電玻璃的表面沉積200nm厚的二氧化鈦薄膜，并放在馬弗爐中在500℃下退火；退火時間為1～2h，得到二氧化鈦電極；

(3)將所述步驟(2)中制得的二氧化鈦電極放在所述步驟(1)所制得的染料溶液中浸泡，浸泡時間為24～72h，待用；

(4)對電極制備：采用絲網印刷的方法將銀漿料用290目網板在第二ITO導電玻璃表面上表面印刷第三導電層，印刷結束后，在80℃的烘箱中烘干，烘干時間為15～25min；然后再放在200～300℃馬弗爐中燒結30～60min，冷卻至室溫，制得對電極；

(5)染料敏化太陽能電池的制備：把光電極和對電極用熱熔膠接合，注入電解液，在對電極的背面沉積一層Ag薄膜作為光反射層；

所述步驟(2)中的二氧化鈦薄膜的制備方法，是利用二氧化鈦為靶材采用電子束蒸發法制備的二氧化鈦薄膜，包括以下步驟：

1)將干燥后第一ITO導電玻璃固定在基片臺上，然后將基片臺旋緊在真空腔室的轉盤上；

2)真空的獲得：啟動機械泵，打開旁抽閥Ⅱ，對真空腔室抽真空；當真空度達到4Pa時，關閉旁抽閥Ⅱ，打開旁抽閥Ⅰ，并啟動分子泵，打開閘板閥，采用分子泵對真空腔室進一步抽真空；當分子泵加速達到400Hz后穩定運行，當真空度可達到5×10^-3Pa后，打開Ar氣閥，通入Ar氣，對基底進行離子束清洗；

3)離子束清洗基底：將流量計調至閥控，并調節氣體流量在6sccm，壓強在2.3×10^-2Pa；然后調中和燈絲電流至20A，再調加速電壓至200V、調陽極電壓至60V、調屏極電壓至400V，最后調陰極電壓至10V以上，束流開始顯示，再綜合調節至束流60mA，此時，真空腔室內將產生等離子體，開始對基片進行離子束轟擊以清洗，清洗5min后，按反向順序依次關閉各表，再關閉離子流量計，關氣瓶，結束清洗；

4)電子束蒸發：離子束清洗結束后，將第一ITO導電玻璃旋至靶材上方，依次打開電子束蒸發槍柜的總電源，掃描鍵，槍燈絲電源開關，再將預置電流調至0.6A，使燈絲預熱5min；預熱后，打開線控器上的高壓，借助微弱的電子束光觀察電子束的聚焦中心點是否在坩堝內，如果不在，則調解X、Y電流；然后緩慢增加束流，當靶材熔化時停止增加束流；打開電子束擋板、膜厚儀擋板開始蒸鍍；

5)當達到預定蒸鍍時間15min即二氧化鈦的薄膜為200nm后，關閉擋板，將束流歸零，關高壓，并將預置電流歸零，再依次關閉槍燈絲，關掃描，關電源，電子束蒸發結束；取出所制得的二氧化鈦薄膜。

2.根據權利要求1所述的染料敏化太陽能電池的制備方法，其特征在于，該染料敏化太陽能電池包括光電極、與光電極對置的對電極和保持在光電極與對電極之間的導電媒介，所述光電極和對電極通過密封材料相接合，所述對電極遠離所述導電媒介的一側設有光反射層；所述光電極遠離所述導電媒介的一側設有光吸收層；所述光電極包括第一導電層和第一透明基板；所述對電極包括第二導電層和第二透明基板；該染料敏化太陽能電池還包括第三導電層，所述第三導電層置于所述第二透明基板與第二導電層之間且與第二導電層形成電氣接觸；所述第一透明基板的下表面沉積有承載敏化染料的多孔半導體薄膜。

3.根據權利要求2所述的染料敏化太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述光反射層的組成材料選自銀、鋁和具有光反射性能的聚合物中的至少一種組成。

4.根據權利要求2所述的染料敏化太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述第三導電層采用絲網印刷漿料形成導電網格結構層。

5.根據權利要求2所述的染料敏化太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述第一導電層與所述第二導電層均為透明導電薄膜，所述透明導電薄膜為ITO。