一种太阳能电池的制作方法

文档序号:11955276阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种太阳能电池,其特征在于,所述太阳能电池基于染料敏化太阳电池,所述染料敏化太阳电池由光阳极、对电极和电解液构成;所述光阳极的结构为由外而内的FTO基底、生长于FTO基底表面的氧化钨纳米线、涂覆于氧化钨纳米线底部的玻璃微珠;所述氧化钨纳米线为核壳结构,核为氧化钨纳米线,壳为氧化钛;所述对电极为由外而内的FTO基底、反光层、Pt催化层;所述电解液中加入防冻剂正丙醇。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述染料敏化太阳电池的制备步骤如下:

步骤一,制作FTO基底:

a)清洗FTO基底:选择FTO导电玻璃作为光阳极的基底,首先,切割FTO导电玻璃,用沾有洗洁精的超净布擦拭FTO导电一面,去除表面存在的油污、尘埃等杂质,然后用去离子水反复冲洗数次,直至将洗洁精清洗干净,将其放入臭氧清洗机中,臭氧处理10min,接着依照丙酮、乙醇、去离子水的顺序分别超声清洗30min,用氮气枪吹干待用;

b)生长氧化钨纳米线:使用磁控溅射镀膜技术在FTO表面蒸镀一层150nm厚的金属钨膜作为氧化钨纳米线生长源,同时使用陶瓷模板实现钨膜的定域生长,磁控溅射过程中将陶瓷模板贴附在FTO表面,其中,陶瓷模板的孔隙直径为2μm,间距为50μm,磁控溅射电流为2A;氧化钨纳米线生长采用热氧化方法,将镀有钨膜的FTO导电玻璃放入热蒸发炉中,在惰性气体的保护下,400℃保温5h,自然冷却后取出;

c)制备核壳结构氧化钨纳米线:称量100ml的无水乙醇溶液,加入1ml的C16H36O4Ti,在70℃水浴下搅拌均匀,将生长有氧化钨纳米线的FTO导电玻璃放入溶液中,静置11s,然后快速取出,该浸入溶液过程重复五次,以能够保证纳米线表面充分的包裹上壳结构,接着将取出的样品在400℃退火1h,自然冷却后即得带有核壳结构氧化钨纳米线的FTO基底;

步骤二,吸附玻璃微珠:

取20g购买的玻璃微珠(玻璃微珠直径为5~10μm)用去离子水清洗,干燥,加入到20mol/l的氢氟酸溶液中磁力搅拌20min后真空抽滤,用去离子水清洗至中性后干燥,取去离子水100ml,依次加入2.5g柠檬酸钠、2.2g硫酸铵和5g纳米银粒子,随后加入氨水调节pH值为6,将干燥的玻璃微珠加入上述溶液中,在60℃下,磁力搅拌2h,反应后冷却至室温;将步骤一中得到的带有核壳结构氧化钨纳米线的FTO基底浸入上述溶液中,水浴80℃下静置5h,即可在FTO基底表面形成玻璃微珠结合核壳结构氧化钨纳米线材料。

步骤三,制备对电极:

选取与光阳极相同尺寸的FTO导电玻璃,然后在其表面磁控溅射一层Ag,作为反光层,Ag厚度为300nm,然后再蒸镀Pt催化剂层,Pt催化剂层厚度为50nm。

步骤四,组装染料敏化太阳电池:

电解液应用传统的碘/碘三负离子电解液:首先称取100ml的乙腈溶液,向其中加入0.1M的碘化锂,0.1M单质碘,0.6M 4-叔丁基吡啶和0.6M的四丁基碘化铵,避光超声5min,使其充分溶解,然后称取8g的纳米TiO2纳米粒子,在水浴70摄氏度下,将TiO2纳米粒子加入电解质溶液中,最后加入5ml防冻剂正丙醇,超声30min,使其充分混合均匀;

染料溶液:称取N719粉末50mg,无水乙醇30ml,将N719加入无水乙醇中,充分溶解,避光搅拌12h。取上述配制的染料溶液放入棕色玻璃皿中,然后将FTO基底进入该棕色玻璃皿中,避光在60℃下敏化3h,取出,然后对电极与该光阳极封装在一起,封装材料采用热封膜,将电解液从对电极一端的小孔注入,封装小孔,连接导线,形成本发明的改进型染料敏化太阳能电池。

当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1