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专利号: 2019106103540
申请人: 江苏理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种染料敏化太阳能电池的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

(1)光阳极的制备:所述光阳极按顺序依次包括FTO导电玻璃基底、透明层、散射层,将所述透明层和散射层制成透明层浆料和散射层浆料,将所述透明层浆料和散射层浆料分别通过丝网印刷的方法印刷到干净的FTO导电玻璃基底上,形成一层6-12微米的薄膜,由此制得光阳极;

(2)光阳极的活化:将所述光阳极进行升温程序烧结,然后使用四氯化钛水溶液在70-

90℃下浸泡至少30min,取出后洗涤,晾干后在至少480℃下进行煅烧至少30min,制得活化光阳极;

(3)染料的敏化:将染料敏化剂溶于有机溶剂中,超声处理至少10min,然后加入所述活化光阳极进行浸泡2-12h,使染料敏化剂通过化学反应吸附在活化光阳极的表面,浸泡结束洗涤,烘干,制得染料敏化后的活化光阳极,备用;

(4)电解质配置:将离子液体、碘、添加剂、有机溶剂混合,超声处理至少10min,备用;所述有机溶剂为3-甲氧基丙腈、乙腈、戊腈、丙腈、γ-丁内酯中的一种或几种,离子液体为1,

2-二甲基-3-丙基咪唑碘盐、1,3-二甲基-3-咪唑碘盐、1-丙基-3-甲基咪唑碘盐、1-烯丙基-

3-甲基咪唑碘盐、1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸盐中的一种或几种,添加剂为碘化锂、N-乙基吡啶碘化物、N-甲基苯并咪唑、吡啶、叔丁基吡啶、硫氰酸胍中的一种或几种;

(5)对电极的制备:在干净的FTO导电玻璃基底上打孔,将H2PtCl6-乙醇溶液通过丝网印刷到干净的FTO导电玻璃上,在至少450℃下煅烧制得对电极,备用;

(6)太阳能电池组装:将所述染料敏化后的活化光阳极和对电极进行封装,采用真空回填方式通过对电极的孔在所述染料敏化后的活化光阳极和对电极之间注入电解质,当电解质完全充满后,再进行封装。

2.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述透明层浆料包括粒径20nm的TiO2、松油醇、乙基纤维素和无水乙醇,在室温下先进行TiO2、松油醇、乙基纤维素的充分混合,然后加入无水乙醇研磨30-60min;所述TiO2、松油醇、乙基纤维素和无水乙醇的质量比为(0.1-0.2):(0.1-0.4):(0.01-0.05):(0.8-4);

所述散射层浆料包括200nm的TiO2、松油醇、乙基纤维素和无水乙醇,在室温下先进行TiO2、松油醇、乙基纤维素的充分混合,然后加入无水乙醇研磨30-60min;所述TiO2、松油醇、乙基纤维素和无水乙醇的质量比为(0.03-0.07):(0.02-0.08):(0.01-0.05):(0.8-4)。

3.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述升温程序烧结的过程为在马弗炉中经历80℃30min、150℃30min、345℃20min、400℃

10min、480℃20min、500℃20min的烧结。

4.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述四氯化钛水溶液的摩尔浓度为0.04-0.06mol/L。

5.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述染料敏化剂为YD2-O-C8;所述有机溶剂为乙醇、甲苯、四氢呋喃、氯仿中的一种或几种;所述染料敏化剂在有机溶剂中的质量体积比为(10-20)mg:(20-40)mL。

6.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池的制备方法,其特征在于,步骤(4)中所述离子液体、碘、添加剂和有机溶剂的比例为(1-2)g:(0.03-0.1)g:(0.1-1)g:(6-15)mL。

7.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池的制备方法,其特征在于,步骤(5)中H2PtCl6在乙醇溶液中的摩尔浓度为0.02mol/L。

8.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池的制备方法,其特征在于,步骤(6)中的封装是使用沙林膜在90-120℃下加热5-15min进行的。