[发明专利]染料敏化太阳能电池的制备方法

摘要

本发明公布了一种染料敏化太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：步骤A，提供表面清洁的透明衬底材料，采用原子层沉积技术在衬底材料表面沉积二氧化钛致密薄膜；步骤B，采用分子层沉积技术在步骤A得到的二氧化钛致密薄膜上沉积含钛有机‑无机复合膜；步骤C，将步骤B得到的材料在400‑600℃下退火0.5‑2h，将热处理得到的材料在染料中浸泡，取出清洗、干燥得到染料敏化太阳能电池光阳极。采用本发明方法制备的染料敏化太阳能电池，不仅光电转化效率高，器件的稳定性好，而且制备工艺设备简单，反应条件温和，生产效率高，成本和能耗较低，对生态环境无污染，而且可重复性好，适合于规模化应用，有较大的工业应用前景。

主权项

1.一种染料敏化太阳能电池的制备方法，其包括以下步骤：步骤A，提供表面清洁的透明衬底材料，采用原子层沉积技术在衬底材料表面沉积二氧化钛致密薄膜；步骤B，采用分子层沉积技术在步骤A得到的二氧化钛致密薄膜上沉积含钛有机‑无机复合膜；步骤C，将步骤B得到的材料在400‑600℃下退火0.5‑2h，将热处理得到的材料在染料中浸泡，取出清洗、干燥得到染料敏化太阳能电池光阳极；所述步骤A包括，步骤A1，将表面清洁的衬底材料放入温度为80‑200℃的原子层沉积设备的反应腔中，用50‑100sccm高纯氮气吹扫3‑10min；步骤A2，将纯度大于97％的TiCl4或四异丙醇钛加热至60‑100℃形成TiCl4或四异丙醇钛蒸气，并以脉冲形式将TiCl4或四异丙醇钛蒸气送入反应腔体，脉冲时间为0.05‑0.2s，暴露时间为8‑15s，再用高纯氮气吹扫，吹扫时间为15‑30s；步骤A3，将去离子水以脉冲形式送入反应腔体，脉冲时间为0.02‑0.05s，暴露时间为8‑15s，再用高纯氮气吹扫，吹扫时间为15‑30s，完成一次沉积循环，即在衬底材料表面沉积了一层致密二氧化钛薄膜；步骤A4，重复步骤A2‑A3的沉积循环1000‑5000次；所述步骤B包括，步骤B1，将表面沉积有致密二氧化钛薄膜的衬底材料放入温度为80‑150℃的原子层沉积设备的反应腔中，用50‑100sccm高纯氮气吹扫5‑30min；步骤B2，将TiCl4或四异丙醇钛加热至60‑100℃形成TiCl4或四异丙醇钛蒸气，并以脉冲形式将TiCl4或四异丙醇钛蒸气送入反应腔体，脉冲时间为0.05‑0.2s,暴露时间为8‑15s，再用高纯氮气吹扫，吹扫时间为15‑30s；步骤B3，将二元醇或多元醇加热至100‑200℃形成二元醇或多元醇蒸气，再以脉冲形式送入反应腔体，脉冲时间为0.1‑1s，暴露时间为20‑45s，再用高纯氮气吹扫，吹扫时间为30‑45s，完成一次沉积循环，即在致密二氧化钛薄膜表面沉积了一层含钛有机‑无机复合膜；步骤B4，重复步骤B2‑B3的沉积循环100‑20000次。