[发明专利]一种管状染料敏化太阳能电池的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，涉及一种太阳能电池的制备方法，尤其是一种管状染料敏化太阳能电池的制备方法。

背景技术

染料敏化太阳能电池是一种新型的光电化学太阳能电池，主要由染料敏化纳米晶电极、电解液以及载有催化剂的对电极部分组成，具有较低的成本，简便的制备工艺以及良好的环境相容性，具有很好的应用前景。

现在制作比较成熟的液态染料敏化太阳能电池多为采用平板玻璃制作的平面电池模块，功能层的制作采用喷涂、丝网印刷、蒸镀等工艺，但是这些制作工艺不能在不规则图形等容器中实现。而且制作平面电池模块时，对电极和光阳极的封接上需要较好的封装材料和精密设备，增加了封装的难度和成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管状染料敏化太阳能电池的制备方法，通过采用制备银镜的方法制作银栅辅助电极，同时银栅可以作为反射镜，反射没有被二氧化钛薄膜层吸收的光，提高光的利用率，采用离心和涂覆的方法制作二氧化钛薄膜层，封装简单，制作高效率的管状的染料敏化太阳能电池。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

这种管状染料敏化太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

1)在内壁带有透明导电层的玻璃管的半边粘上一层胶带，然后向里加入质量比为1％-2％的硝酸银溶液，同时滴入质量比为4％氢氧化钠水溶液，氢氧化钠水溶液加入体积为硝酸银溶液体积的1/20，然后一边摇动玻璃管，一边逐滴滴入质量比为1％-2％的稀氨水，直到产生的沉淀恰好溶解为止，再滴入几滴质量比为1％-6％的葡萄糖溶液，振荡后把玻璃管放在20-100℃水浴中温热10s-3min，至银镜产生；

2)揭掉粘在玻璃管内壁的胶带，玻璃管内壁剩下半边银镜，用去离子水反复冲洗玻璃管5-10min后在干燥箱中烘干，后在玻璃管内壁的半边银镜的两边缘粘贴两条胶带；

3)然后在玻璃管内滴入二氧化钛的浆料，在离心机中100-2000r/min条件下离心1-5min，或手动在玻璃管内壁涂覆一层二氧化钛薄膜层；再揭掉粘在银镜边缘的两条胶带，将玻璃管放入干燥箱中在70-100℃下干燥15-20min，450-500℃下进行烧结，保温10-25min；

3)待玻璃管内的二氧化钛烧结温度降至80℃后，在玻璃管内装满钌配合物二(四丁基铵)顺式-双(异硫氰基)双(2，2′-联吡啶-4，4′-二羧酸)钌(II)的染料溶液，使二氧化钛薄膜层进行染料敏化24-72h；

4)回收染料溶液，取出玻璃管平放，滴入UV胶覆盖具有银镜的管壁一侧，100-130℃下干燥15-20min，后在紫外灯下照射1-5min；

5)取棒状金属丝，经过磷酸浸泡、去离子水清洗后烘干，蘸涂一层铂电极浆料，然后进行烧结，烧结温度为450-470℃，保温20-30min，得到备用的对电极；

6)将步骤5)得到的对电极装入到步骤4)中的玻璃管中，注入电解质后，盖上玻璃管的玻璃塞，并涂上密封胶，得到封装好的染料敏化太阳能电池。

上述步骤5)中，所述的棒状金属丝为Fe、Al或Cu金属棒。

上述玻璃管内壁的银镜面积为玻璃管管状区域的1％-50％。

本发明与现在通常采用平板玻璃制作的液态染料敏化太阳能电池相比，本发明中制作的新型管状的染料敏化太阳能电池，原材料价格低廉，采用制作银镜的化学实验方法制作银栅辅助电极，采用离心和涂覆的方法制作二氧化钛薄膜层，浸泡染料用量少，电解液灌注方便，制备工艺更简单，采用玻璃塞封装电池，封装更为简易，大大降低了制作的成本。

附图说明

图1为本发明的银镜制作过程玻璃管的截面结构示意图；

图2为本发明的二氧化钛薄膜层制作过程玻璃管的截面结构示意图；

图3为本发明的管状染料敏化太阳能电池的截面结构示意图。

其中：1为玻璃管；2为胶带；3为银镜；4为二氧化钛薄膜层；5为UV胶；6为对电极；7为铂电极层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

实施例1

本实施例的管状染料敏化太阳能电池制备方法的具体步骤如下：