[发明专利]复合薄膜染料敏化太阳能电池及其制作方法

说明书

本发明公开一种复合薄膜染料敏化太阳能电池。所述染料敏化太阳能电池包括光电极、与所述光电极相对间隔设置的对电极及填充于所述光电极与所述对电极之间的电解液，所述光电极包括导电玻璃、形成于所述导电玻璃且负载有敏化染料的半导体层，所述半导体层包括依次沉积形成的Ba(Ti_0.9Sn_0.1)O₃薄膜层和掺杂TiO₂薄膜层，且所述Ba(Ti_0.9Sn_0.1)O₃薄膜层沉积于所述导电玻璃表面，所述掺杂TiO₂薄膜层掺杂含有SnO₂。本发明提供的复合薄膜染料敏化太阳能电池具有高开路电压、光电转化效率高的特点。本发明还提供一种复合薄膜染料敏化太阳能电池的制作方法。

【技术领域】

本发明涉及太阳能电池，具体涉及一种复合薄膜染料敏化太阳能电池及其制作方法。

【背景技术】

染料敏化太阳能电池是一种新型的太阳能电池，与传统的硅太阳能电池相比，由于具有原材料来源广泛、成本低、理论转换效率高等诸多优点，成为新型太阳能电池的瞩目产品。

纳米多孔氧化物薄膜作为半导体层是染料敏化太阳能电池的核心部分。薄膜材料涂覆在导电玻璃上形成电池阳极，染料吸附太阳光，产生电子跃迁，电子转移至薄膜材料，最终导出，由外电路导出形成电流。相关技术中，薄膜材料主要集中于对TiO₂的研究，同时也包括其它半导体氧化物，如SnO₂、NiO、ZnO、Al₂O₃、Nb₂O₅等。

然而，相关技术的染料敏化太阳能电池，受制于TiO₂阳极与其他界面的复合的问题，影响了染料敏化太阳能电池短路光电流I_SC的提高，也使开路电压V_oc未能得到有效改善，进而影响其能量转化效率η，这成为染料敏化太阳能电池在应用推广中的瓶颈之一。

因此，有必要提供一种新的工艺解决上述技术问题。

【发明内容】

本发明的目的是克服上述技术问题，提供一种具有高开路电压、光电转化效率提高的复合薄膜染料敏化太阳能电池。

本发明的技术方案是：

一种复合薄膜染料敏化太阳能电池，包括光电极、与所述光电极相对间隔设置的对电极及填充于所述光电极与所述对电极之间的电解液，所述光电极包括导电玻璃、形成于所述导电玻璃且负载有敏化染料的半导体层，所述半导体层包括依次沉积形成的Ba(Ti_0.9Sn_0.1)O₃薄膜层和掺杂TiO₂薄膜层，且所述Ba(Ti_0.9Sn_0.1)O₃薄膜层沉积于所述导电玻璃表面，所述掺杂TiO2薄膜层掺杂含有SnO₂。

优选的，所述掺杂TiO₂薄膜层中，SnO₂的质量为TiO₂质量的0.5％～5％。

优选的，所述掺杂TiO₂薄膜层的厚度为5-15μm。

优选的，所述Ba(Ti_0.9Sn_0.1)O₃薄膜层的厚度为0.5-2μm。

优选的，所述敏化染料为N719钌染料或N739黑染料。

优选的，所述电解液为含有0.6mol/L 1-丁基-3-甲基咪唑碘盐、0.03mol/L碘、0.5mol/L叔丁基吡啶、0.1mol/L硫氰酸胍、0.05mol/L碘化锂的乙腈溶液。