[发明专利]一种燃料敏化太阳能电池的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，具体涉及一种燃料敏化太阳能电池的制造方法。

背景技术

TiO₂薄膜的孔隙率对I3^-和I^一离子在电极中的扩散有较大的影响。Ni等人通过数学模型研究了Ti0₂薄膜孔隙率对电池光电性能的影响，薄膜孔隙率较小时，会使I3^-和I^一离子的扩散减慢，提高I3^-离子与电子复合的几率，降低电池光电压。

从理论分析认为电池体系的极限扩散电流密度应和Ti0₂薄膜的孔隙率成正比。可以看出提高TiO₂薄膜的孔隙率；能够提高电极中的

离子扩散速率，进而提高电池的光电转换效率。

发明内容

本发明旨在提出一种燃料敏化太阳能电池的制造方法。

本发明的技术方案在于：

一种燃料敏化太阳能电池的制造方法，包括以下步骤：

步骤1：原材料的准备：

异丙醇、乙酸；碘；异丙氧醇钛、碘化钾、乙烯碳酸酯(EC)和丙烯碳酸酯(PC)；SnO₂导电玻璃 FrO，方块电阻为30Ω；

步骤2：制备含有大孔隙的Ti0₂薄膜电极；

步骤3：燃料敏化太阳能电池的制备：

（1）将烧结后的大孔隙的Ti0₂薄膜电极浸入0.5mmol·L^-1联呲啶钌染料的无水乙醇溶液中，放置12h后待用；

（2）以铂片为对电极，液态电解质体系以丙烯碳酸酯(pc)和乙烯碳酸酯（EC）的混合溶液作溶剂,KI和I₂为电解质;

（3）凝胶电解质体系采用20％(wt％)的聚丙烯腈(PAN，分子量为6000)对液态电解质进行凝胶化，形成凝胶电解质，从而制得燃料敏化太阳能电池。

优选地，所述制备含有大孔隙的Ti0₂薄膜电极的方法为：

步骤1：以异丙氧醇钛为前驱物．将其与异丙醇的混合液(体积比为1：1)滴加到pH=2的醋酸水溶液中，经高压釜水热后得到纳米TiO₂胶体溶液；水热温度为250℃；

步骤2：得到的纳米TiO₂胶体溶液进行超声分散得到均匀的TiO₂胶体，采用刮涂法涂敷在Sn02导电玻璃基底上，室温下晾干；

步骤3：将晾干的TiO₂电极在450°C条件下烧结30 min，得到纳晶多孔Ti0₂薄膜电极。

或者优选地，所述丙烯碳酸酯(pc)和乙烯碳酸酯（EC）的混合溶液作溶剂体积比为1：1。

更优选地，所述丙烯碳酸酯(pc)和乙烯碳酸酯（EC）的混合溶液作溶剂含量分别为0.5 mol·L^-1和0.05 mol·L^-1。

本发明的技术效果在于：

本发明采用溶胶-凝胶水热法制备了含有大孔隙的颗粒均匀的纳米晶TiO₂薄膜电极，大孔隙的存在，提高了光在TiO₂薄膜中的散射性能，进而提高了电池的光电性能，光电转换效率提高约0.7％,基本消除了其在高光强下对电池光电性能的影响，短路光电流可以提高约2 mA·cm^-2,光电转换效率可提高0.6％。

具体实施方式

一种燃料敏化太阳能电池的制造方法，包括以下步骤：

步骤1：原材料的准备：

异丙醇、乙酸；碘；异丙氧醇钛、碘化钾、乙烯碳酸酯(EC)和丙烯碳酸酯(PC)；SnO₂导电玻璃 FrO，方块电阻为30Ω；

步骤2：制备含有大孔隙的Ti0₂薄膜电极；

步骤3：燃料敏化太阳能电池的制备：

（1）将烧结后的大孔隙的Ti0₂薄膜电极浸入0.5mmol·L^-1联呲啶钌染料的无水乙醇溶液中，放置12h后待用；

（2）以铂片为对电极，液态电解质体系以丙烯碳酸酯(pc)和乙烯碳酸酯（EC）的混合溶液作溶剂(体积比为1：1),KI和I₂为电解质，二者含量分别为0.5 mol·L^-1和0.05 mol·L^-1;