[发明专利]染料敏化太阳能电池电极及其制备方法

权利要求书

1.一种染料敏化太阳能电池电极，包括具有呈面向设置的第一电极和第二电极、位于第 一电极和第二电极之间的染料敏化剂，第一电极由第一导电玻璃电极和形成于第一导电玻璃 电极上面向第二电极一侧的铂电极层构成，其特征在于上述第二电极包括第二导电玻璃电极、 形成于第二导电玻璃电极上面向第一电极一侧的的纳米晶氧化物膜，纳米晶氧化物膜包括紧 邻的第一纳米晶氧化物膜和第二纳米晶氧化物薄膜；所述第二导电玻璃电极与第一纳米晶氧 化物膜之间形成有纳米晶氧化物致密层，上述第二电极的纳米晶氧化物膜之面向染料敏化剂 一侧形成有纳米晶填充层。

2.根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池电极，其特征在于上述纳米晶氧化膜包含 TiO₂、ZnO、SnO₂、Nb₂O₃、SrTiO₃的一种或几种。

3.一种制备根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池电极的方法，其特征在于该方法 包括如下步骤：

A、溶液的制备：

(1)，按比例量取四氯化钛溶液和冰的去离子水混合，配制成浓度为2mol/L的四氯化钛 溶液，并在0℃保存；

(2)，在每次使用四氯化钛溶液时，从所配制的浓度为2mol/L的四氯化钛溶液中量取出 2ml，并向所量取的2ml四氯化钛溶液中添加去离子水至100ml，此时，用于修饰第二电极的 四氯化钛溶液浓度即为40mM；

B、前期清洗处理：

将第二电极的第二导电玻璃电极分别先后依序的用丙酮、乙醇、去离子水进行超声波清 洗，每次清洗时间分别为10～30分钟；

C、第二电极的第一次四氯化钛溶液修饰：

(1)，将经过前期清洗处理的第二电极的第二导电玻璃电极浸入浓度为40mM的四氯化钛 溶液中处理、修饰，之后取出；

(2)，将所述第二导电玻璃电极放置在70℃水浴中修饰10～30分钟；

D、第一纳米晶氧化物膜的制备：

(1)，将经过所述第一次四氯化钛溶液修饰处理后的第二导电玻璃电极放置在500℃的 平板炉上保持20～40分钟，当温度降低到80℃时取出第二导电玻璃电极；

(2)，用丝网印刷机在第二导电玻璃电极上用半导体氧化物浆料印刷3～4次后烧结，以 形成第一纳米晶氧化物膜，在第二导电玻璃电极与第一纳米晶氧化物膜之间形成有纳米晶氧 化物致密层，所述第一纳米晶氧化物膜是用小颗粒的半导体氧化物浆料印刷而成；

E、第二纳米晶氧化物膜的制备：第二纳米晶氧化物膜的制备与第一纳米晶氧化物膜的制 备基本相同，所不同之处在于：制备第二纳米晶氧化物膜所用的半导体氧化物浆料是大颗粒；

F、第二电极的第二次四氯化钛溶液修饰：将形成于第二导电玻璃电极的第二纳米晶氧化 物膜再次浸入浓度为40mM、温度为70℃的四氯化钛溶液中，处理、修饰10～30分钟；在所 述第二电极的纳米晶氧化物膜之面向染料敏化剂一侧形成有纳米晶填充层，在第一纳米晶氧 化物膜上叠置成第二纳米晶氧化物膜，得到电极。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于上述第一纳米晶氧化物膜的制备中，烧 结温度从80℃升高到100℃的过程中，是以0.5～1.5℃/分钟的速度升高温度，当温度升到 120℃后，再迅速升高温度至450℃到500℃之间，并保温30分钟，然后随炉温冷却至80℃。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于上述半导体氧化物浆料含TiO₂、ZnO、SnO₂、 Nb₂O₃、SrTiO₃颗粒的一种或几种。