[发明专利]染料敏化太阳电池光阳极的钛箔片制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种染料敏化太阳电池光阳极的钛箔片制备方法。

背景技术

随着社会的发展和人类的进步，有效合理地利用能源迫在眉睫。太阳能取之不尽，用之不竭，是一种极好的可再生无污染能源。传统的硅太阳电池存在着制作工艺复杂、高纯度硅耗能大和成本高的缺点而无法普及。

1991年Gr?tzel等人发明了纳米薄膜染料敏化太阳电池（Dye-sensitized Solar Cell，DSSC）。传统的DSSC以镀有铟锡金属氧化物导电层的玻璃为两个电极的基板，存在着易碎，不轻便，价格高的问题。因此，人们开发了柔性DSSC，它以轻质的高分子膜或金属箔为基板，不但大大减轻了电池重量，也降低了电池的制作成本。而且因其可弯曲变形，便于电池的卷轴式连续制造工艺，大大拓展了DSSC的应用范围，增加了新用途。

2006年Gr?tzel课题组采用钛金属箔为基板，用丝网印刷的方法做成TiO2薄膜的光阳极。制作的柔性染料敏化太阳电池于优化条件下，在AM 1.5光照射下，光电转换效率达7.2 %。

虽然目前基于钛金属箔基底的DSSC可达到较高的光电转换效率，但还是存在着明显的问题，也是限制效率进一步提高的问题。首先，光阳极所包含的纳米晶半导体与钛基板的接触不好，导致光生电子传输不利，电子收集效率减小。其次，由于钛基板光阳极DSSC采用对电极入光，导致在此体系中无法使用光散射层以提高光的利用率。最后，钛基板与电解液的直接接触可导致电子发生逆反应机会增大，造成效率降低。

故针对现有技术存在的问题，本案设计人凭借从事此行业多年的经验，积极研究改良，于是有了发明染料敏化太阳电池光阳极的钛箔片制备方法。

发明内容

本发明是针对现有技术中，传统的光阳极所包含的纳米晶半导体与钛基板的接触不好，导致光生电子传输不利，电子收集效率减小，以及光利用率低、电子复合较强造成效率低下等等缺陷提供一种染料敏化太阳电池光阳极的钛箔片制备方法。

为了解决上述问题，本发明提供一种染料敏化太阳电池光阳极的钛箔片制备方法，包括：

执行步骤S1：对所述钛箔片进行切割、打磨，并清洗、吹干；

执行步骤S2：对经过清洗、吹干后的钛箔片进行酸性溶液处理，所述处理的方式为浸入酸性溶液；

执行步骤S3：将经过所述酸性溶液处理后的钛箔片置入双氧水溶液中处理，随后用去离子水冲洗，并用洁净气体吹干，所述处理的方式为浸入双氧水溶液；

执行步骤S4：将依次经过所述酸性溶液、所述双氧水溶液处理后的钛箔片置于所述钛盐溶液中处理，所述处理的方式为浸入钛盐溶液；

执行步骤S5：将依次经过所述酸性溶液、所述双氧水溶液、所述钛盐溶液处理后的钛箔片在400～560℃温度下烧结。

可选的，所述酸性溶液为氢氟酸，盐酸，硫酸，草酸，硝酸中的一种或其混合溶液。

可选的，所述酸性溶液的制备方法包括利用所述酸性溶液与水按照体积比为1:1～100，在温度为25～80℃下，处理时间为10～600s制备。

可选的，所述双氧水溶液的质量百分比含量为1～30%，处理温度为25～95℃，处理时间为20～4320min。

可选的，所述双氧水溶液中进一步包括添加体积百分比为所述双氧水溶液10～100%的缓冲剂，所述缓冲剂包括但不限于丙三醇、乙二醇其中之一或其混合物。

可选的，所述钛盐包括氯化钛盐、钛酸酯中的一种或其混合物。

可选的，所述氯化钛盐包括三氯化钛、四氯化钛中的一种或其混合物。

可选的，所述氯化钛盐的浓度配比为0.1～1.0 mol/l，处理温度为25～80℃，处理时间为15～120min。

可选的，所述钛酸酯包括钛酸正丁酯、钛酸异丙酯中的一种或其混合物。

可选的，所述钛酸酯的浓度配比在为0.1～1.0 Mol/L，处理温度在25～80℃，处理时间在15～120min。

综上所述，本发明所述钛箔片的制备方法，不仅可以获得附着力强、电子传输性能佳，且能有效抑制DSCs中电子复合的光阳极，而且增加光利用率，改善DSCs性能，制备方法简单，并适于产业化应用。

附图说明

图1所示为本发明染料敏化太阳电池光阳极的第一钛箔片制备方法的流程图；

图2所示为本发明染料敏化太阳电池光阳极的第二钛箔片制备方法的流程图；

图3所示为本发明染料敏化太阳电池光阳极的第三钛箔片制备方法的流程图；