[發明專利]一種酸處理染料敏化太陽能電池光陽極的制備方法

在審

• 申請號: 202010064973.7
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111243867A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 段軍紅;鄒時兵;楊浩;劉偉慶
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: H01G9/20
• 分類號: H01G9/20;H01G9/042;H01G9/048
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 黃文亮

本發明公開了一種酸處理染料敏化太陽能電池光陽極的制備方法，所述方法包括以下步驟，步驟1介孔金屬氧化物薄膜制備：清洗導電玻璃基底，并采用絲網印刷的方式將金屬氧化物漿料涂布在導電玻璃基底上，經過高溫退火得到10?15微米厚度的介孔光陽極薄膜；步驟2配制無機酸溶液：在常溫下，根據所需濃度配制成無機酸溶液，并在培養皿中密封保存；步驟3酸處理光陽極：將光陽極薄膜浸泡在配制的一定溫度無機酸溶液中一段時間，隨后取出乙醇沖洗并干燥得到酸處理的染料敏化太陽能電池光陽極。本發明方法簡單、成本低以及易于工業化生產，實用性強，可為人們的生活提供更高效的太陽能電池器件。

技術領域

本發明涉及太陽能電池技術材料領域，具體涉及一種酸處理染料敏化太陽能電池光陽極的制備方法。

背景技術

能源消耗是當前尤其是未來人類的面臨的一個重要問題。化石能源的大量消耗導致了全球能源危機以及環境污染問題，因此，迫切需要探索可再生能源，以幫助解決這些問題。在這些能源中，許多人認為可持續利用和環境友好型的太陽能是最有希望的可再生能源資源。這其中，能將太陽能轉化成電能的太陽電池便獲得了巨大的市場空間。自1991年染料敏化太陽能電池開創性工作以來，其光電轉化效率迅速增加到2014年的13％，使得染料敏化太陽能電池得到迅猛發展。在染料敏化太陽能電池中，具有大的比表面積、高電子轉移效率和低電子復合的納米結構光電陽(工作電極)在器件的性能方面起著至關重要的作用。因此，如何得到性能更加優異的光陽極薄膜是研究的中心，本發明提供一種酸處理染料敏化太陽能電池光陽極的制備方法，在染料敏化太陽能電池光陽極表面生成大量氧空位，氧空位和金屬離子態在光陽極的表面和電子性質方面起著至關重要的作用。由于氧空位可以減少缺陷態密度從而增加載流子密度，提高金屬氧化物光陽極的導電性，從而抑制隧穿勢壘和增加光電流。同時，無機酸可以鈍化金屬氧化物光陽極的界面，生成的非晶體金屬氧化物緩沖層能很好的鈍化光陽極與染料分子的界面，減少光陽極與染料分子界面電子空穴復合，從而提高染料敏化太陽能電池光電轉換效率。

發明內容

本發明所要解決的問題是：提供一種酸處理染料敏化太陽能電池光陽極的制備方法，方法簡單、成本低以及易于工業化生產，實用性強，可為人們的生活提供更高效的太陽能電池器件。

本發明為解決上述問題所提供的技術方案為：一種酸處理染料敏化太陽能電池光陽極的制備方法，所述方法包括以下步驟，

步驟1介孔金屬氧化物薄膜制備

清洗導電玻璃基底，并采用絲網印刷的方式將金屬氧化物漿料涂布在導電玻璃基底上，經過高溫退火得到10-15微米厚度的介孔光陽極薄膜；

步驟2配制無機酸溶液

在常溫下，根據所需濃度配制成無機酸溶液，并在培養皿中密封保存；

步驟3酸處理光陽極

將光陽極薄膜浸泡在配制的一定溫度無機酸溶液中一段時間，隨后取出乙醇沖洗并干燥得到酸處理的染料敏化太陽能電池光陽極。

優選的，所述步驟1中金屬氧化物指二氧化鈦或者二氧化錫中的一種。

優選的，所述步驟1中無機酸指鹽酸、氫溴酸或氫碘酸中的一種。

優選的，所述步驟1中無機酸濃度為1mol/L～2mol/L。

優選的，所述步驟1中酸處理光陽極的溫度為25℃。

優選的，所述步驟1中酸處理光陽極的時間為2～4h。