的染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于杂多酸SiW11Ni修饰T12的染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法。
【背景技术】
[0002]传统染料敏化太阳能电池对可见光区的能量利用少，使得电池的吸收光谱与太阳光谱不匹配，限制了电池效率的提升。
[0003]杂多酸能够吸收可见光，因此将杂多酸材料用于染料敏化太阳能电池中能够增强电池的光响应范围，提高电池对太阳光的利用率，从而提高电池的光电转换效率。但是，由于杂多酸粉体的导电性较差，将其用于染料敏化太阳能电池当中会充当光生载流子的复合中心，严重的界面复合反应会阻碍电子的传输，减小光电流，使得电池的光电转换效率下降。
【发明内容】
[0004]本发明是为了解决T12基染料敏化太阳能电池在可见光区吸收强度弱，T12本身存在大量的缺陷态引发严重的界面光生载流子的复合，以及带隙较宽所造成的光生电子由染料注入T12导带效率低，限制了电池光电转换效率提高的问题，而提供了一种基于杂多酸SiW11Ni修饰1102的染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法。
[0005]—种基于杂多酸SiW11Ni修饰T12的染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法具体是按以下步骤进行的:
[0006]—、将31111附/1102粉体与P25 二氧化钛混合均匀，放入马弗炉中在温度为100°C?500°C的条件下煅烧0.5h?5h，自然冷却至室温，得到SiWnNi/Ti02_P25粉体；所述SiWnNi/Ti02粉体与P25 二氧化钛的质量比为1: (I?20);所述SiW体是以Siff11Ni和钛酸四丁酯为原料通过溶胶凝胶法制备得到的；
[0007]二、将SiWnNi/Ti02_P25粉体、乙基纤维素、松油醇和乙醇混合，搅拌均匀得到浆料，以250目丝网作为基体材料，在基体材料上印刷4?10次浆料，得到多层SiW11Ni/Ti02-P25薄膜，然后对多层SiWnNi/Ti02-P25薄膜以1°C /min的升温速率从室温升温至450°C?600°C进行加热，在温度为450°C?600°C的条件下保温0.1h?lh，得到基于杂多酸SiW11Ni修饰1102的染料敏化太阳能电池光阳极；所述SiW nNi/Ti02-P25粉体与乙基纤维素的质量比为1: (0.1?0.5);所述SiWnNi/Ti02-P25粉体与松油醇的质量比为1: (2?7);所述SiffnNi/Ti02-P25粉体与乙醇的质量比为1: (2?5)。
[0008]—种基于杂多酸SiW11Ni修饰T12的染料敏化太阳能电池光阳极的应用是将基于杂多酸SiW11Ni修饰1102的染料敏化太阳能电池光阳极作为阳极用于制备染料敏化太阳能电池。
[0009]本发明的有益效果:
[0010]采用本发明的基于杂多酸SiW11Ni修饰1102的染料敏化太阳能电池光阳极制备的染料敏化太阳能电池，与传统的染料敏化光阳极组成的染料敏化太阳能电池相比，这种光阳极组成的染料敏化太阳能电池具有以下优势:
[0011]Siff11Ni修饰T12光阳极材料，增强了 T1 2在可见光区的响应范围，提高对太阳光的利用率；SiWnNi修饰T12可以使T1 2的禁带宽度减小，平带电位正移，Fermi能级下降，增大电子注入的驱动力，有利于短路电流的增加；SiWnNi修饰T12光阳极薄膜内，电子传输能力得到增强，光生载流子的复合被有效抑制，有利于提高电池中电荷收集效率。这种Siff11Ni修饰1102粉体的光阳极电池能够抑制光生载流子的复合反应，延长电池中载流子寿命，减小暗电流，有利于提高电池效率。基于以上特性，Siff11Ni修饰1102光阳极电池的光电转换效率为8.15%，短路电流为17.51mA/cm2,和空白电池相比，光电流提高了 31.9 %，电池效率提升了 26.9%。
【附图说明】
[0012]图1为实施例一步骤一中所述SiWnNi/Ti02粉体的扫描电镜照片；
[0013]图2为实施例二所述的二氧化钛纳米粉末和实施例一步骤一中所述SiWnNi/Ti02粉体的紫外可见吸收谱图，其中I为实施例二所述的二氧化钛纳米粉末，2为实施例一步骤一中所述SIW1 PiZt12粉体；
[0014]图3为实施例二所述的二氧化钛纳米粉末和实施例一步骤一中所述SiWnNi/Ti02粉体的的平带电压曲线，其中I为实施例二所述的二氧化钛纳米粉末，2为实施例一步骤一中所述SIW1 Pizt12粉体；
[0015]图4为暗态条件下以实施例二得到的1102染料敏化太阳能电池光阳极制备的光阳极电池和以实施例一得到的基于杂多酸SiW11Ni修饰T12的染料敏化太阳能电池光阳极制备的染料敏化太阳能电池在光照条件下的交流阻抗谱图，其中I为以实施例二得到的T12染料敏化太阳能电池光阳极制备的光阳极电池，2为以实施例一得到的基于杂多酸Siff11Ni修饰1102的染料敏化太阳能电池光阳极制备的染料敏化太阳能电池；
[0016]图5为以实施例二得到的T12染料敏化太阳能电池光阳极制备的光阳极电池和以实施例一得到的基于杂多酸SiW11Ni修饰T12的染料敏化太阳能电池光阳极制备的染料敏化太阳能电池在模拟1.5G太阳光下的短路电流与开路电压曲线，其中I为以实施例二得到的T12染料敏化太阳能电池光阳极制备的光阳极电池，2为以实施例一得到的基于杂多酸SiW11Ni修饰1102的染料敏化太阳能电池光阳极制备的染料敏化太阳能电池；
[0017]图6为以实施例二得到的T12染料敏化太阳能电池光阳极制备的光阳极电池和以实施例一得到的基于杂多酸SiW11Ni修饰T12的染料敏化太阳能电池光阳极制备的染料敏化太阳能电池的开路电压衰减曲线，其中I为以实施例二得到的T12染料敏化太阳能电池光阳极制备的光阳极电池，2为以实施例一得到的基于杂多酸SiW11Ni修饰1102的染料敏化太阳能电池光阳极制备的染料敏化太阳能电池；
[0018]图7为以实施例二得到的T12染料敏化太阳能电池光阳极制备的光阳极电池和以实施例一得到的基于杂多酸SiW11Ni修饰T12的染料敏化太阳能电池光阳极制备的染料敏化太阳能电池在模拟1.5G太阳光下的光电转化效率，其中I为以实施例二得到的1102染料敏化太阳能电池光阳极制备的光阳极电池，2为以实施例一得到的基于杂多酸SiW11Ni修饰打02的染料敏化太阳能电池光阳极制备的染料敏化太阳能电池。
【具体实施方式】
[0019]【具体实施方式】一:本实施方式的一种基于杂多酸SiW11Ni修饰T12的染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法具体是按以下步骤进行的:
[0020]—、将SiWnNi/T1$v体与P25 二氧化钛混合均匀，放入马弗炉中在温度为100°C?500°C的条件下煅烧0.5h?5h，自然冷却至室温，得到SiWnNi/Ti02_P25粉体；所述SiWnNi/Ti02粉体与P25 二氧化钛的质量比为1: (I?20);所述SiW体是以Siff11Ni和钛酸四丁酯为原料通过溶胶凝胶法制备得到的；
[0021]二、将SiWnNi/Ti02_P25粉体、乙基纤维素、松油醇和乙醇混合，搅拌均匀得到浆料，以250目丝网作为基体材料，在基体材料上印刷4?10次浆料，得到多层SiW11Ni/Ti02-P25薄膜，然后对多层SiWnNi/Ti02-P25薄膜以1°C /min的升温速率从室温升温至450°C?600°C进行加热，在温度为450°C?600°C的条件下保温0.1h?lh，得到基于杂多酸SiW11Ni修饰1102的染料敏化太阳能电池光阳极；所述SiW nNi/Ti02-P25粉体与乙基纤维素的质量比为1: (0.1?0.5);所述SiWnNi/Ti02-P25粉体与松油醇的质量比为1: (2?7);所述SiffnNi/Ti02-P25粉体与乙醇的质量比为1: (2?5)。
[0022]【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是