[发明专利]一种染料敏化太阳能电池电极的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，涉及一种染料敏化太阳能电池电极的制备方法。

背景技术

太阳能电池由于可以利用太阳光作为替代化石燃料的能源用于发电而受到瞩目。目前实用的采用结晶硅基板的太阳能电池及薄膜硅太阳能电池，前者存在硅基板制造成本较高的问题，而后者也由于要使用多种半导体制备用气体及复杂的装置，存在成本高的问题。染料敏化太阳能电池，由于其结构简单、成本低廉而受到关注。

大面积电池模块制作，使用的都是带有透明导电膜的玻璃或其它柔性基板，为了克服透明导电膜方阻较大的问题，普遍采用在导电基底上设置金属或其它高电导率材料作为栅电极，减少电子在导电膜中传输的距离，提高电池的性能。同时必须在金属栅电极的表面制备一层绝缘层进行栅电极的保护，以防止电解液对栅电极金属的腐蚀，绝缘层材料包括高分子材料、高分子粘合剂、玻璃材料、陶瓷材料等，也有报道直接采用在I^-/I^3-氧化还原电解质中稳定性较好的镍金属作为栅电极，而不需要制备绝缘层。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种染料敏化太阳能电池电极的制备方法，通过将制作的金属栅极进行钝化处理，使金属栅极表面生成一层保护膜，保证在四氯化钛溶液处理和电解质溶液中金属栅极不会被腐蚀以及保持电池模块的长期稳定性。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现的，一种染料敏化太阳能电池电极的制备方法，包括如下步骤：

1)在透明导电玻璃基板上，按照设计的图形印刷铝金属栅极，在干燥箱中130-150℃下干燥10-20min，然后在电阻炉中进行烧结，烧结温度为500-600℃，保温20-30min，烧结后厚度在5-30μm；

2)待炉温降低到室温后取出导电玻璃基板放入PH值为6-7、温度为40-55℃的钝化液中浸渍10-15min；

3)钝化处理后的导电玻璃基板用去离子水冲洗10min后，在干燥箱中100-120℃下干燥20-30min。

所述的透明导电玻璃为掺铟氧化锡导电玻璃或掺氟氧化锡导电玻璃。

所述的钝化液为市售ANC-40钝化液加水稀释4-5倍，通过加入氢氧化钠和磷酸调节PH值至6-7。

由于介质的作用金属被腐蚀而生成的产物如果具有致密的结构，形成了一层薄膜(厚度往往有几个到上百个)，紧密覆盖在金属的表面，则改变了金属的表面状态，使金属的电极电位大大向正方向跃变，使其失去了原有的特性，而成为耐蚀的钝态。这种活性金属或合金，其化学活性大大降低，而成为贵金属状态的现象，被称为钝化。金属的钝化也可能是自发的过程、在工业上是用钝化剂对金属进行钝化处理，形成一层保护膜。

在本发明中将电池模块中制作的金属栅极进行钝化生成保护膜，从而不需要再制作绝缘层来保护电极，以解决后期四氯化钛溶液处理工艺和电解质溶液中金属栅极被腐蚀的问题。

与现有技术相比，本发明提供的染料敏化太阳能电池电极的制备方法，通过将电池模块中制作的金属栅极进行钝化处理生成保护膜，避免了后期四氯化钛溶液处理工艺中电极被腐蚀的现象及金属栅极长期放置在电解质溶液中被腐蚀的问题。这种方法不需要重新制作绝缘层来保护电极，缩短了制作时间，简化了制作工艺，降低了制作成本，保证电池模块的长期稳定性。

具体实施方式：

以下对本发明的染料敏化太阳能电池电极制备方法作进一步详细说明：

实施例1

将透明导电ITO玻璃基板依次用洗洁精、丙酮、乙醇、去离子水进行超声波清洗，每次清洗时间分别为5-20min，清洗完毕后用气枪吹干备用；在导电玻璃基板上，按照设计的图形通过丝网印刷方法印刷铝栅极，在干燥箱中140℃下干燥15min，后在电阻炉中进行烧结，烧结温度为550℃，保温25min，烧结后厚度为8μm；将市售ANC-40铝无铬钝化液，加去离子水稀释5倍，调节钝化液PH值为6，加热钝化液温度至50℃；待炉温降低到室温后取出玻璃基板，放入钝化液中浸泡15min；后取出玻璃基板立即用去离子水反复冲洗10min，放入干燥箱中110℃下干燥25min。

实施例2