[发明专利]一种半导体电极及制法和含有该半导体电极的太阳能电池

权利要求书

1.一种染料敏化太阳能电池用半导体电极，该半导体电极包括导电底层、形成于该导电底层上的致密半导体层、形成于该致密半导体层上的多孔半导体层，和形成于该多孔半导体层上的染料层，所述致密半导体层和多孔半导体层中同时含有半导体颗粒和导电颗粒，在致密半导体层中导电颗粒与半导体颗粒的重量比为100-200∶1-2。

2.根据权利要求1所述的半导体电极，致密半导体层为将半导体颗粒和导电颗粒通过共沉积形成的共沉积层。

3.根据权利要求2所述的半导体电极，其中，所述导电颗粒的粒子直径为2-40纳米。

4.根据权利要求1所述的半导体电极，其中所述多孔半导体层中，导电颗粒与半导体颗粒的重量比为50-200∶1-3。

5.根据权利要求1所述的半导体电极，其中，所述导电颗粒选自Au、Ag、Pt、Cu、Zn、Sn、Ni、Fe、Ir、Ru和In中的一种或几种的金属或合金颗粒。

6.根据权利要求1所述半导体电极，其中，所述致密半导体层的厚度为0.5-6微米。

7.根据权利要求1所述的半导体电极，其中，所述多孔半导体层的厚度为6-18微米。

8.根据权利要求1所述的半导体电极，其中，所述半导体颗粒选自TiO₂颗粒、ZnO颗粒、ZrO₂颗粒、SiO₂颗粒、WO₃颗粒、NiO颗粒、Ta₂O₅颗粒、Nb₂O₅颗粒、SnO₂颗粒、Y₂O₃颗粒、La₂O₃颗粒、HfO₂颗粒、SrO₂颗粒、In₂O₃颗粒、V₂O₅颗粒、Cr₂O₃颗粒、MoO₃颗粒、MgO颗粒、Sc₂O₃颗粒、Sm₂O₃颗粒、Ga₂O3颗粒、SrTiO₃颗粒、ZnS颗粒、PbS颗粒和CdS颗粒中的一种或几种，半导体颗粒的粒子直径为15-40纳米。

9.根据权利要求1所述的半导体电极，其中，所述导电底层为表面具 有掺氟二氧化锡层或氧化铟锡层的导电玻璃；所述导电底层的厚度为0.5-5微米。

10.根据权利要求1所述的半导体电极，其中，所述染料层含有光敏化染料，所述光敏化染料选自钌基多吡啶配合物、卟啉配合物、酞菁配合物中的一种或几种。

11.一种半导体电极的制备方法，该方法包括在导电底层上形成含有半导体颗粒和导电颗粒的致密半导体层，后在该致密半导体层上形成含有半导体颗粒和导电颗粒的多孔半导体层，然后在多孔半导体层上形成染料层，其中，所述导电颗粒为选自Au、Ag、Pt、Cu、Zn、Sn、Ni、Fe、Ir、Ru和In中的一种或几种的金属或合金颗粒，在致密半导体层中导电颗粒与半导体颗粒的重量比为100-200至1-2。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其中，所述致密半导体层通过共沉积法将半导体颗粒和导电颗粒共沉积而形成。

13.根据权利要求12所述的制备方法，其中，所述共沉积的方法包括以铂为阳极，导电底层为阴极，放入包括半导体颗粒、水溶性金属盐、分散剂及醇的水溶液的共沉积溶液中，在外加电场下，在导电底层上形成致密半导体层。

14.根据权利要求13所述的制备方法，其中，半导体颗粒、水溶性金属盐、分散剂及醇的水溶液的重量比为100-200∶1-2∶1-2∶500-1000。

15.根据权利要求13或14所述的制备方法，水溶性金属盐包括Au、Ag、Pt、Cu、Zn、Sn、Ni、Fe、Ir、Ru和In的水溶性金属盐中的一种或几种，醇的水溶液包括乙醇、异丙醇、乙二醇的水溶液中的一种或几种，分散剂为乙酰丙酮。