[发明专利]一种染料敏化太阳能电池光阳极浆料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及染料敏化太阳能电池光阳极研究领域，特别涉及一种染料敏化太阳能电池光阳极浆料及其制备方法。

背景技术

染料敏化太阳能电池是受植物光合作用启发而研制出来的新一代太阳能电池，相对传统硅太阳能电池而言，其具有以下主要优势：原材料来源广泛，生产成本很低，工艺技术简单并且具有环境友好性，十分适合大面积工业化生产。目前，已经报道的实验室所得最高效率约12.3%，距离大规模生产还有一定差距，越来越多的科研工作者开始致力于染料敏化太阳能电池的研究。

为了提高染料敏化太阳能电池的光电转换效率，很多工作者研究方向主要集中于新型染料和新型电解液的开发，这两方面的工作都需要很长的研究周期，虽然近些年来取得了一定的进展，获得了光谱响应较好的染料和传输性能有所提高的电解液，但由于染料与电解液能级较难匹配这一关键问题，最终电池性能并没有显著的提高，投入和产出十分失调。作为染料敏化太阳能电池的重要组成部分，光阳极也一直颇受关注，对其研究也一直是热点话题。

目前研究者们主要研究方向为通过调整其形貌（纳米球、纳米花、纳米线、核壳结构）来提高电池的整体性能。然而，制备各式各样的阳极纳米级形貌所需工作都非常精细，对实验条件都非常苛刻，不适合快速生产。另外，目前实验室主要制备光阳极工艺有水热后旋转蒸馏法、水热后松油醇体系法、球磨P25（一种商业二氧化钛纳米粉末）法，然而以上方法都具有的一个共同问题就是生产周期较长，并且旋转蒸馏后所得浆料浓稀不一，不易控制膜厚，球磨法得到的浆料无法避免引入杂质。

发明内容

  本发明针对上述背景技术中存在的问题，提供一种染料敏化太阳能电池光阳极浆料及其制备方法。

本发明采取的技术方案是：

（一）       一种染料敏化太阳能电池光阳极浆料，其特征在于该浆料组分中包括有纯锐钛矿相二氧化钛粉末，乙醇，乙酰丙酮，去离子水，乳化剂,其各组分比例为纯锐钛矿相二氧化钛粉末/乙醇/乙酰丙酮/去离子水/乳化剂=(4～5)g/(20～30)ml/(0.8～1)ml/(5～6)ml/(0.3～0.5)ml；

作为优选方案：

所述的乳化剂为曲拉通TX-100或聚乙二醇辛基苯基醚或曲拉通TX-100与聚乙二醇辛基苯基醚的混合物。

一种染料敏化太阳能电池光阳极浆料的制备方法，步骤如下：

1）按照纯锐钛矿相二氧化钛粉末/乙醇/乙酰丙酮/去离子水/乳化剂=(4～5)g/(20～30)ml/(0.8～1)ml/(5～6)ml/(0.3～0.5)ml分别取二氧化钛粉末，乙醇，乙酰丙酮，去离子水，乳化剂，备用；

2）  制备混合体系

在试剂瓶中加入乙醇，乙酰丙酮，去离子水，纯锐钛矿相二氧化钛粉末，搅拌至充分混合均匀；

3）制备浆料

对混合体系进行超声，然后加入乳化剂，搅拌至充分混合均匀，得到浆料。

作为优选方案：

所述的乳化剂为曲拉通TX-100或聚乙二醇辛基苯基醚或曲拉通TX-100与聚乙二醇辛基苯基醚的混合物。

 

所述的超声功率为800~1000 W，超声时间为15~90min。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

1、本发明方法成本低廉，工艺简单，重复性好。

2、本发明方法制备的浆料浓稀均一，涂抹膜厚易控制，可涂性良好，可避免引入杂质，所需较短时间即可实现染料敏化太阳能电池性能的显著提高，极大的节约了时间和成本；

 3、本发明方法制备的浆料可有效提高染料敏化太阳能电池的短路电流、开路电压以及最终的光电转化效率。

附图说明

图1为实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5、实施例6、实施例7、对比例所制备的光阳极相应的染料敏化太阳能电池的I-V曲线图；

图2为实施例1与对比例所制备的光阳极的实物对比图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明及其效果作进一步的描述，并根据对比例实验进一步阐明本发明的具体效果。本具体实施方式并非对其保护范围的限制。

实施例一

一、制备浆料

1）在60 mL的广口试剂瓶中加入20 mL乙醇，5 mL去离子水，1 mL乙酰丙酮，快速搅拌10min，然后将5 g纯锐钛矿相二氧化钛粉末加入上述混合体系中，搅拌至充分混合均匀；