[发明专利]一种染料敏化太阳能电池浆料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池领域，具体涉及一种染料敏化太阳能电池浆料的制备方法。

背景技术

染料敏化太阳能电池因制作工艺简单，价格相对低廉，很有可能成为未来太阳能电池的主导。

随着染料敏化太阳能电池的发展，对其所用材料及工艺技术的要求也进一步提高，制备高性能的染料敏化太阳能电池浆料是提高电池效率的关键，同时简化制备工艺也是降低成本和走向产业化的重要前提。目前，染料敏化太阳能电池浆料的制备工艺有些繁琐，效果也不是太好，一般先是在80℃左右及磁力搅拌下，把乙基纤维素溶解到松节油透醇里，然后再向其加入粉体（或粉体混合液），粗略搅拌后再辊轧，此工艺不但费时费力费材，而且最后得到的染料敏化太阳能电池浆料相对不是太均匀（辊轧过后也还会留下不同程度团聚的大小颗粒），浆料黏度波动相对较大，效果并不太好。

发明内容

本发明针对以上不足，提供了一种染料敏化太阳能电池浆料的制备方法。

为了达到上述技术目的，本发明采用的技术方案包括以下步骤：

1）在常温下将乙基纤维素加入到酒精中，然后磁力搅拌溶解，形成乙基纤维素的酒精溶液；

2）在常温下，将纳米级的粉体加入到乙基纤维素的酒精溶液中，然后磁力搅拌均匀，形成混合料浆A；其中，混合料浆A中纳米级的粉体与乙基纤维素的酒精溶液中的乙基纤维素的质量比为1:（0.15-1.55），纳米级的粉体为TiO₂、ZnO、CdSe、CdS、WO₃、Fe₂O₃、SnO₂、石墨烯或氮化镓；

3）在常温下，将松节油透醇加入混合料浆A中，然后磁力搅拌均匀，形成混合料浆B；其中，混合浆料B中纳米级的粉体与松节油透醇的质量比为1:（1-14）；

4）将混合料浆B反复超声粉碎分散，使混合浆料B中的固体颗粒的粒度在微米级以下；

5）将超声粉碎分散后的混合料浆B升温至35-40℃，旋蒸除尽酒精，再接着升温到55-70℃进行旋蒸调节浆料黏度至所需要求，即制得染料敏化太阳能电池浆料。

所述的乙基纤维素的酒精溶液中乙基纤维素的浓度为0.05g/mL。

由于本发明超声前混合料浆B中有团聚的固体大颗粒，经过反复超声后，团聚的固体大颗粒被粉碎成微米级以下，并均匀分散在混合料浆B中，混合料浆B再经过旋蒸均匀化，所以最后得到的浆料不需要辊轧，制得的染料敏化太阳能电池浆料均匀、粒度均一。另外，本发明还可以通过调整原料的质量比来确定预先设定染料敏化太阳能电池浆料的固含量和粘度。

本发明为了调节染料敏化太阳能电池浆料均匀性及黏度，首先混合料浆B升温至35-40℃，旋蒸除尽酒精，再接着升到55-70℃旋蒸调节浆料黏度到预先设定值。本发明的混合料浆B在55-70℃旋蒸时，混合料浆B中的有机载体各个组分逐渐充分互溶，从而达到调节浆料黏度的目的。

具体实施方式

实施例1：

1）在常温下将乙基纤维素加入到酒精中，然后磁力搅拌溶解，形成乙基纤维素的酒精溶液；其中，乙基纤维素的酒精溶液中乙基纤维素的浓度为0.05g/mL；

2）在常温下，将纳米级的TiO₂加入到乙基纤维素的酒精溶液中，然后磁力搅拌均匀，形成混合料浆A；其中，混合料浆A中纳米级的TiO₂与乙基纤维素的酒精溶液中的乙基纤维素的质量比为1:0.15；

3）在常温下，将松节油透醇加入混合料浆A中，然后磁力搅拌均匀，形成混合料浆B；其中，混合料浆B中纳米级的TiO₂与松节油透醇的质量比为1:10；

4）将混合料浆B反复超声粉碎分散3次，使混合浆料B中的固体颗粒的粒度在微米级以下；

5）将超声粉碎分散后的混合料浆B升温至35℃，旋蒸除尽酒精，再接着升温到60℃进行旋蒸调节浆料黏度至所需要求，即制得染料敏化太阳能电池浆料。

实施例2：

1）在常温下将乙基纤维素加入到酒精中，然后磁力搅拌溶解，形成乙基纤维素的酒精溶液；其中，乙基纤维素的酒精溶液中乙基纤维素的浓度为0.05g/mL；

2）在常温下，将纳米级的石墨烯加入到乙基纤维素的酒精溶液中，然后磁力搅拌均匀，形成混合料浆A；其中，混合料浆A中纳米级的石墨烯与乙基纤维素的酒精溶液中的乙基纤维素的质量比为1:0.5；