[发明专利]染料敏化太阳电池光阳极的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种染料敏化太阳能电池的制备方法，具体地说，涉及一种染料敏化太阳电池光阳极的制备方法，属于太阳能电池技术领域。

背景技术

人类工业文明的迅速发展伴随着煤、石油和天然气等矿物资源日益枯竭，能源危机和环境污染已成为亟待解决的严重问题。如何有效地利用可再生能源技术已经成为世界性的一大课题。染料敏化太阳能电池(B.O’Regan,M.Nature,1991,353,737-740)，因其制作工艺简单、成本低、光电转换效率较高等优势，具有潜在的实用价值。

染料敏化太阳能电池(DSSC)通常由半导体氧化物纳米多孔膜，染料敏化剂，氧化还原电解质和Pt电极等组成。迄今为止光电转换效率最好的光敏染料是联吡啶钌络合物(约11.5％)，但是钌染料吸附过程所需时间占据整个制备染料敏化太阳能电池的总过程所需时间的一半以上。因此，如何快速高效地制备染料敏化太阳能电池的光阳极成为重要研究课题，同时也是本发明需要解决的技术问题。

发明内容

本发明目的在于，提供一种快速制作染料敏化太阳能电池光阳极的方法，克服现有技术中存在的染料敏化太阳能电池光阳极制备花费时间过长(导致制备染料敏化太阳能电池的效率低)的缺陷。

本发明所述的方法，其主要步骤是：在超声条件下，将染料敏化太阳能电池的阳极基体浸渍于由光敏染料和有机溶剂组成的混合物中，取出吸附有光敏染料的阳极基体，经洗涤和干燥后，得到目标物(染料敏化太阳能电池光阳极)。

本发明通过浸泡染料溶液过程中超声波的作用对二氧化钛光阳极进行浸泡，使染料分子在超声波场中处于一种随机运动的动态且以单分子状态有效的均匀分散；并通过超声波减少染料扩散过程的能障、促进染料扩散速度和染料吸附过程的发生。超声波在染料吸附过程中所产生的“空化效应”促进染料溶解、降低染料的平均粒径，导致染料溶液和二氧化钛膜的相互循环速度加剧；实现染料分子快速均匀大量地在二氧化钛膜上吸附，达到缩短浸泡时间的目的，提高了二氧化钛膜上染料吸附的百分比和均匀性。避免了采用传统方法浸泡染料浸泡时间长，染料在二氧化钛膜上吸附不均匀的问题。

附图说明

图1为实施例1中二氧化钛膜以40kHz的超声频率超声浸泡染料溶液不同时长，N719(Solaronix公司提供)为光敏化剂所制备的染料敏化太阳能在AM1.5,1000w/m²标准测试条件下测得的I-V曲线；其中，横坐标表示的是电压(单位为伏)，纵坐标表示的是电流密度(单位为毫安每平方厘米)。

图2为实施例1中二氧化钛膜以40kHz的超声频率超声浸泡染料溶液不同时长，N719(Solaronix公司提供)为光敏化剂所制备的染料敏化太阳能在标准测试条件下测得的IPCE曲线；其中，横坐标表示的是波长(单位为纳米)，纵坐标表示的是单色光转化效率(单位为百分比)。

图3为实施例2中二氧化钛膜以不同大小超声频率超声浸泡染料溶液60分钟，N719(Solaronix公司提供)为光敏化剂所制备的染料敏化太阳能在AM1.5,1000w/m²标准测试条件下测得的I-V曲线；其中，横坐标表示的是电压(单位为伏)，纵坐标表示的是电流密度(单位为毫安每平方厘米)。

图4为实施例2中二氧化钛膜以不同大小超声频率超声浸泡染料溶液60分钟，N719(Solaronix公司提供)为光敏化剂所制备的染料敏化太阳能在标准测试条件下测得的IPCE曲线；其中，横坐标表示的是波长(单位为纳米)，纵坐标表示的是单色光转化效率(单位为百分比)。

图5为实施例3中二氧化钛膜以不同超声频率组合超声浸染料溶液泡60分钟，N719(Solaronix公司提供)为光敏化剂所制备的染料敏化太阳能在AM1.5,1000w/m²标准测试条件下测得的I-V曲线；其中，横坐标表示的是电压(单位为伏)，纵坐标表示的是电流密度(单位为毫安每平方厘米)。

图6为实施例3中二氧化钛膜以不同超声频率组合超声浸泡染料溶液60分钟，N719(Solaronix公司提供)为光敏化剂所制备的染料敏化太阳能在标准测试条件下测得的IPCE曲线；其中，横坐标表示的是波长(单位为纳米)，纵坐标表示的是单色光转化效率(单位为百分比)。

具体实施方式