[发明专利]一种基于花瓣状N，F共掺TiO2染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法

摘要

一种基于花瓣状N,F共掺TiO₂染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，它涉及一种太阳能电池光阳极的制备方法。本发明是要解决TiO₂基染料敏化太阳能电池在可见光区吸收范围小，TiO₂自身大量的表面态及氧空位引发严重的界面光生载流子的复合，以及较宽的带隙造成的光生电子由染料注入TiO₂导带的效率低，限制了电池光电转换效率提高的问题。方法：一、制备钛酸四丁酯的乙醇溶液；二、制备初产物；三、制备N,F共掺TiO₂花瓣状粉体；四、制备N,F共掺TiO₂浆料；五、制备P25浆料；六、丝网印刷法涂膜。本发明用于太阳能电池光阳极的制备。

主权项

一种基于花瓣状N,F共掺TiO₂染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，其特征在于它是按以下步骤进行：一、在搅拌条件下，将钛酸四丁酯加入乙醇中，得到钛酸四丁酯的乙醇溶液；所述的钛酸四丁酯与乙醇的体积比为1:(2～3)；二、在搅拌条件下，以50滴/分钟～80滴/分钟的速度，将钛酸四丁酯的乙醇溶液滴入到含有氟离子的去离子水中，滴加后调节溶液的pH值为5～6，得到初产物；所述的初产物中Ti元素与F元素的摩尔比为1:(0.01～6)；三、将初产物置于水热釜中，在水热温度为150℃～200℃的条件下，水热反应12h～36h，得到水热反应产物，将水热反应产物自然冷却至室温，并通过离心分离出黄色沉淀物，然后在离心速度为3000rpm～15000rpm的条件下，依次用去离子水和无水乙醇对黄色沉淀物清洗2次～5次，再将清洗后的沉淀物置于温度为80℃～120℃的真空干燥箱中，干燥1h～5h，最后将干燥后的沉淀物置于马弗炉中，在温度为300℃～600℃的条件下，煅烧0.5h～4h，煅烧后冷却至室温，得到N,F共掺TiO₂花瓣状粉体；四、将N,F共掺TiO₂花瓣状粉体、乙基纤维素、松油醇和乙醇混合，搅拌均匀，得到N,F共掺TiO₂浆料；所述的N,F共掺TiO₂花瓣状粉体与乙基纤维素的质量比为1:(0.1～0.5)；所述的N,F共掺TiO₂花瓣状粉体与松油醇的质量比为1:(2～7)；所述的N,F共掺TiO₂花瓣状粉体与乙醇的质量比为1:(2～5)；五、将TiO₂P25、乙基纤维素、松油醇和乙醇混合，搅拌均匀，得到P25浆料；所述的TiO₂P25与乙基纤维素的质量比为1:(0.1～0.5)；所述的TiO₂P25与松油醇的质量比为1:(2～7)；所述的TiO₂P25与乙醇的质量比为1:(2～5)；六、利用200目～300目的丝网先对P25浆料进行丝网印刷法涂膜，得到P25薄膜，再在P25薄膜上利用200目～300目的丝网对N,F共掺TiO₂浆料进行丝网印刷法涂膜，得到负载在P25薄膜上的N,F共掺TiO₂薄膜，以1℃/分钟的升温速率，将负载在P25薄膜上的N,F共掺TiO₂薄膜升温至400℃～600℃，并在温度为400℃～600℃下，保温10min～60min，得到基于花瓣状N,F共掺TiO₂染料敏化太阳能电池光阳极；所述的负载在P25薄膜上的N,F共掺TiO₂薄膜中P25薄膜与N,F共掺TiO₂薄膜的厚度比为1:(0.2～1)；所述的负载在P25薄膜上的N,F共掺TiO₂薄膜中N,F共掺TiO₂薄膜的厚度为6μm。