[发明专利]一种包含二氧化钛空心球结构的染料敏化太阳能电池

摘要

本申请涉及一种包含二氧化钛空心球结构的染料敏化太阳能电池，包括光阳极、染料敏化剂、氧化还原电解质和对电极，该光阳极包括FTO基底、ZnO微球层和TiO₂空心球层，其中，该ZnO微球层设于FTO基底表面，该TiO₂空心球层设于ZnO微球层表面。

主权项

1.一种包含二氧化钛空心球结构的染料敏化太阳能电池，包括光阳极、染料敏化剂、氧化还原电解质和对电极，其特征在于，该光阳极包括FTO基底、ZnO微球层和TiO2空心球层，其中，该ZnO微球层设于FTO基底表面，该TiO2空心球层设于ZnO微球层表面；所述的染料敏化太阳能电池的制备过程如下：a、制备ZnO微球层a1、将500ml的甲醇溶液和8g的二水乙酸锌在磁力搅拌下搅拌均匀；a2、然后将清洗干净的FTO基底放入该甲醇溶液中，导电面朝上，恒温60℃反应24h，然后将FTO基底取出，清洗、干燥；a3、将该FTO基底在350℃下煅烧70min，升温速率为6℃/min，煅烧后自然降温，在FTO基底上得到ZnO微球层；b、制备TiO2空心球b1、首先，筛选出直径10μm的油菜花花粉，取6g用酒精漂洗、干燥；b2、然后，向150ml的去离子 水中加入3g的Ti(SO4)2，搅拌20min，再向上述去离子水中加入0.42g的氟化铵和1.2g的尿素，搅拌30min，再向上述去离子水中加入6g花粉，搅拌10min，然后将上述去离子水转移到水热釜中，将其在180℃水热反应15h，反应结束后，收集水热釜中白色沉淀，并将其清洗干净，在干燥箱中80℃下干燥10h后得到TiO2空心球；c、制备光阳极c1、取上述得到的TiO2空心球2g，松油醇7g，10％的乙基纤维素乙醇溶液9g，将上述物质放入30ml的无水乙醇溶液中，不断磁力搅拌，直至乙醇挥发变为粘性浆料，得到TiO2空心球浆料；c2、取少量TiO2空心球浆料涂覆在a3中得到的FTO基底表面，晾干，然后将该FTO基底在马弗炉中退火1h，退火温度为440℃，然后再在480℃退火1h，其中升温速率均为1℃/min，退火结束后，得到本申请的光阳极；d、吸附染料将制备好的上述光阳极放入50mmol/L N719钌染料的无水乙醇溶液中浸泡24h，取出后用无水乙醇洗去表面残留的染料敏化剂，吹干后避光保存；e、制备对电极在事先打过一个小孔并清洗干净的FTO基底上印刷一层铂浆料，在马弗炉中420℃下烧结30min，得到负载有铂电极的对电极；f、封装将上述得到的吸附有染料的光阳极与对电极对叠，封装，注入电解液，封住小孔，组装成染料敏化太阳能电池。