[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: 201910610354.0
• 申請日: 2019-07-08
• 公開（公告）號: CN110364363B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 賈海浪;彭智杰;李珊珊;龔炳泉;包政律;關明云
• 申請（專利權）人: 江蘇理工學院
• 主分類號: H01G9/20
• 分類號: H01G9/20;H01G9/052;H01G9/035
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 陳麗萍

1.一種染料敏化太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)光陽極的制備：所述光陽極按順序依次包括FTO導電玻璃基底、透明層、散射層，所述透明層和散射層分別由透明層漿料和散射層漿料制成，將所述透明層漿料和散射層漿料分別通過絲網印刷的方法印刷到干凈的FTO導電玻璃基底上，形成一層6-12微米的薄膜，由此制得光陽極；

(2)光陽極的活化：將所述光陽極進行升溫程序燒結，所述升溫程序燒結的過程為在馬弗爐中經歷80℃30min、150℃30min、345℃20min、400℃10min、480℃20min、500℃20min的燒結，然后使用四氯化鈦水溶液在70-90℃下浸泡至少30min，取出后洗滌，晾干后在至少480℃下進行煅燒至少30min，制得活化光陽極；

(3)染料的敏化：將染料敏化劑溶于有機溶劑中，超聲處理至少10min，然后加入所述活化光陽極進行浸泡2-12h，使染料敏化劑通過化學反應吸附在活化光陽極的表面，浸泡結束洗滌，烘干，制得染料敏化后的活化光陽極，備用；

(4)電解質配置：將離子液體、碘、添加劑、有機溶劑混合，超聲處理至少10min，備用；所述有機溶劑為3-甲氧基丙腈、乙腈、戊腈、丙腈、γ-丁內酯中的一種或幾種，所述離子液體為1,2-二甲基-3-丙基咪唑碘鹽、1,3-二甲基-3-咪唑碘鹽、1-丙基-3-甲基咪唑碘鹽、1-烯丙基-3-甲基咪唑碘鹽、1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸鹽中的一種或幾種，所述添加劑包括碘化鋰、N-甲基苯并咪唑、硫氰酸胍中的一種或幾種，所述添加劑還包括N-乙基吡啶碘化物、叔丁基吡啶中的一種或兩種；

(5)對電極的制備：在干凈的FTO導電玻璃基底上打孔，將H₂PtCl₆-乙醇溶液通過絲網印刷到干凈的FTO導電玻璃上，在至少450℃下煅燒制得對電極，備用；

(6)太陽能電池組裝：將所述染料敏化后的活化光陽極和對電極進行封裝，采用真空回填方式通過對電極的孔在所述染料敏化后的活化光陽極和對電極之間注入電解質，當電解質完全充滿后，再進行封裝。

2.根據權利要求1所述的一種染料敏化太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述透明層漿料包括粒徑20nm的TiO₂、松油醇、乙基纖維素和無水乙醇，在室溫下先進行TiO₂、松油醇、乙基纖維素的充分混合，然后加入無水乙醇研磨30-60min；所述TiO₂、松油醇、乙基纖維素和無水乙醇的質量比為(0.1-0.2):(0.1-0.4):(0.01-0.05):(0.8-4)；

所述散射層漿料包括200nm的TiO₂、松油醇、乙基纖維素和無水乙醇，在室溫下先進行TiO₂、松油醇、乙基纖維素的充分混合，然后加入無水乙醇研磨30-60min；所述TiO₂、松油醇、乙基纖維素和無水乙醇的質量比為(0.03-0.07):(0.02-0.08):(0.01-0.05):(0.8-4)。

3.根據權利要求1所述的一種染料敏化太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述四氯化鈦水溶液的摩爾濃度為0.04-0.06mol/L。

4.根據權利要求1所述的一種染料敏化太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟(3)中所述染料敏化劑為YD2-O-C8；所述有機溶劑為乙醇、甲苯、四氫呋喃、氯仿中的一種或幾種；所述染料敏化劑在有機溶劑中的質量體積比為(10-20)mg:(20-40)mL。

5.根據權利要求1所述的一種染料敏化太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟(4)中所述離子液體、碘、添加劑和有機溶劑的比例為(1-2)g:(0.03-0.1)g:(0.1-1)g:(6-15)mL。

6.根據權利要求1所述的一種染料敏化太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟(5)中H₂PtCl₆在乙醇溶液中的摩爾濃度為0.02mol/L。

7.根據權利要求1所述的一種染料敏化太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟(6)中的封裝是使用沙林膜在90-120℃下加熱5-15min進行的。