[发明专利]一种染料敏化太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种具有复合纳米结构的染料敏化太阳能电池，其特征在于，包括由上而下依次层叠的对电极FTO导电玻璃、TiO₂纳米介孔薄膜、TiO₂纳米管阵列薄膜和光阳极FTO导电玻璃、吸附于TiO₂纳米介孔薄膜和TiO₂纳米管阵列薄膜表面的染料敏化剂以及灌注于TiO₂纳米介孔薄膜与对电极FTO导电玻璃之间的电解液，还设有一设置于对电极FTO导电玻璃与光阳极FTO导电玻璃之间来与电极FTO导电玻璃与光阳极FTO导电玻璃共同形成一中空密闭空间的热封装膜。

2.根据权利要求1所述的具有复合纳米结构的染料敏化太阳能电池，其特征在于：移植于FTO导电玻璃上的TiO₂纳米管阵列薄膜为在Ti基板上通过阳极氧化法所制备得到。

3.根据权利要求1所述的具有复合纳米结构的染料敏化太阳能电池，其特征在于：移植于FTO导电玻璃上的TiO₂纳米管阵列薄膜为具有高度结晶化和结构稳定性的高度有序化锐钛矿二氧化钛纳米管阵列薄膜。

4.根据权利要求1所述的具有复合纳米结构的染料敏化太阳能电池，其特征在于：染料敏化剂为联吡啶钌配合物N719的无水乙醇溶液，其浓度为0.5mM。

5.根据权利要求1所述的具有复合纳米结构的染料敏化太阳能电池，其特征在于：所述的热封装膜的一侧还开设有一个用于灌注电解液的开口。

6.一种具有复合纳米结构的染料敏化太阳能电池的制备工艺和方法，其包括以下步骤：

(1)取一FTO导电玻璃，将所述的FTO导电玻璃清洗备用；

(2)制备TiO₂纳米管阵列薄膜，所述的TiO₂纳米管阵列薄膜包括多个有序排列的TiO₂纳米管；

(3)将步骤(2)中制备的TiO₂纳米管阵列薄膜移植于步骤(1)中清洗备用的导电玻璃上；

(4)在TiO₂纳米管阵列薄膜上形成TiO₂纳米介孔薄膜；

(5)将步骤(4)中制备好的部件进行热处理并浸入染料敏化剂中浸泡，制备染料敏化太阳能电池的光阳极；

(6)提供另一FTO导电玻璃来作为对电极并设置于该光阳极上方，并采用一热封装膜将步骤(5)中所制备的光阳极与对电极紧密封装，该热封装膜开设有一开口；

(7)将电解液通过该开口注灌注于步骤(6)中光阳极与对电极FTO导电玻璃之间的空隙，并采用AB胶封闭该开口，最终组装成染料敏化太阳能电池。

7.根据权利要求6所述的具有复合纳米结构的染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤(2)中的TiO₂纳米管阵列薄膜为具有高度结晶化和结构稳定性的高度有序化锐钛矿二氧化钛纳米管阵列薄膜。

8.根据权利要求6所述的具有复合纳米结构的染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤(3)中的TiO₂纳米管阵列薄膜与FTO导电玻璃通过TiO₂溶胶-凝胶连接。

9.根据权利要求6所述的具有复合纳米结构的染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤(4)中所述的TiO₂纳米介孔薄膜是采用TiO₂溶胶-凝胶提拉法而形成。