染料敏化太阳能电池制造过程中染料溶液的重复使用与再生方法
【专利摘要】本发明公开了染料敏化太阳能电池制造过程中染料溶液的重复使用与再生方法，具体涉及一种染料敏化太阳能电池制造过程中原位再生染料溶液的方法，所述方法包括：通过高效液相色谱（HPLC）和/或紫外分光光度计分析溶液浓度的变化；以及根据溶液浓度的变化补加染料来再生染料溶液。相对于传统染料溶液单次使用的方式，这种方法极大的提高了染料与溶剂的利用率，大大地减少了它们的浪费与损失。
【专利说明】染料敏化太阳能电池制造过程中染料溶液的重复使用与再生方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种染料敏化太阳能电池制造过程中染料溶液的重复使用与再生方法。
技术背景
[0002]目前在染料敏化太阳能电池的制造过程中，TiO2电极的染料浸泡的一般方法是采用新配制的染料溶液，并为保证染料溶液的使用效果，一般不会多次重复使用染料溶液.众所周知染料及染料溶液的成本比较高，所以这种制造方式就会造成很大的染料及溶剂的浪费。
[0003]然而在本发明中，采用HPLC同步分析染料溶液的组成变化以及紫外分光光度计同步确认染料溶液的浓度，不仅可以从染料溶液的组分以及浓度来判断染料溶液是否继续使用，还可以将因为浓度降低或纯度变低而失效的染料溶液通过一定的方法使之再生，这将对提高染料敏化太阳能电池的生产效率以及降低成本有着十分重要的意义。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是在染料敏化太阳能电池制造过程中减少染料以及溶剂的浪费，能将已有的染料溶液进行重复利用，并根据TiO2电极在染料浸泡过程中的特性，可以通过HPLC与紫外分光光度计对染料溶液进行表征以判断重复利用过的染料溶液是否可以继续使用以及如何再生。
[0005]一方面，本发明提供一种染料敏化太阳能电池制造过程中原位再生染料溶液的方法，所述方法包括:
[0006](I)通过高效液相色谱(HPLC)和/或紫外分光光度计分析溶液浓度的变化；以及
[0007](2)根据溶液浓度的变化补加染料来再生染料溶液。
[0008]在本发明一个实施方式中，所述染料溶液中的溶剂选自水、二甲基亚砜、乙腈、叔丁醇、甲醇、乙醇、四氢呋喃、N, N- 二甲基甲酰胺、N, N- 二甲基乙酰胺或者以上各种溶剂的混合溶剂。
[0009]在本发明一个实施方式中，所述染料选自N3、N749、黑色染料(Black dye，商品名，结构见下表)、N712、Z907、Cl、C3、N845、Z910、N621、K8、K19、N719、N820、Z907Na、N886、N945、N955、K73、K51、K60、K77、N918、K68、C101、C102、C104、C103、C105、C106、C107、Z991、RuPc、K9、K23、CYC-Bl3, IJ_1、3T、ΥΕ05、CYC-B5、Η105、BPFC、N1044、BTC-2、H102、CYC-B12、m-BL-5、m-BL-6、CYC-B11、SJff-E 1、Ru_c、CBTR、DCSC13、HRS-1、Ru-EDOT、C108、C109、LSO1、J8、J13、J16、DCP2-TBA、CYC-PU Ru-U HRD-U HRD-2, JK85、JK86、J2、JFl ?JF2、Rut-A,Rut-B、LXJ-1、CYC-B7、Rul ?12、JF5.6.7、JK-91、JK-92、TT-35,CS23、YX360、Ru(Hcpip)、Ru (Hp ip)、Ru-s、A579、SY-04、SY-05,1A、Hl 12、A1、A2、A3、T66、JK142、RD-Cou、YSI ?YS5、TFl ?TF4、PRT1 ?PRT4、m-BL-l、mLBDl、mLBD2 和 PTZl 的钌基染料。[0010]本发明中不同染料对应的结构式见下表1。
[0011]表1:不同染料的结构图
[0012]
【权利要求】
1.一种染料敏化太阳能电池制造过程中原位再生染料溶液的方法，所述方法包括: (1)通过高效液相色谱(HPLC)和/或紫外分光光度计分析溶液浓度的变化；以及 (2)根据溶液浓度的变 化补加染料来再生染料溶液。
2.如权利要求1所述的染料敏化太阳能电池制造过程中原位再生染料溶液的方法，其特征在于，所述染料溶液中的溶剂选自水、二甲基亚砜、乙腈、叔丁醇、甲醇、乙醇、四氢呋喃、N，N- 二甲基甲酰胺、N，N- 二甲基乙酰胺或者以上各种溶剂的混合溶剂。
3.如权利要求1所述的染料敏化太阳能电池制造过程中原位再生染料溶液的方法，其特征在于，所述染料选自 N3、N749、Black dye、N712、Z907、Cl、C3、N845、Z910、N621、K8、Κ19、Ν719、Ν820、Z907Na、Ν886、Ν945、Ν955、Κ73、Κ51、Κ60、Κ77、Ν918、Κ68、ClOU C102、C104、C103、C105、C106、C107、Ζ991、RuPc、Κ9、Κ23、CYC-B13、IJ_1、3T, YE05、CYC-B5、H105、BPFC、N1044、BTC-2、Hl02、CYC-B12、m-BL-5、m-BL-6、CYC-B11、SJff-E1、Ru_c、CBTR、DCSC13、HRS-1、Ru-EDOT, C108、C109、LSOl、J8、J13、J16、DCP2-TBA、CYC-PU Ru-U HRD-U HRD-2、JK85、JK86、J2、JF1 ~JF2、Rut-A、Rut-B、LXJ-l、CYC_B7、Rul ~12、JF5.6.7、JK-91、JK-92、TT-35、CS23、YX360、Ru (Hcpip)、Ru (Hpip)、Ru_s、A579、SY-04、SY-05、1A、Hl 12、Al、A2、A3、T66、JKI42、RD-Cou、YSl ~YS5、TF1 ~TF4、PRT1 ~PRT4、m-BL_l、mLBDl、mLBD2 和 PTZl 的染料。
4.如权利要求1所述的染料敏化太阳能电池制造过程中原位再生染料溶液的方法，其特征在于，所述染料溶液还包含共吸附剂，选自二甲基亚磷酸(01--、1-癸基磷酸(0?八)、去氧胆酸(DCA)、鹅去氧胆酸(⑶CA)、邻苯二甲酸二癸酯(DPHP)、二异丙基钛酸酯(GBA)Ji酸(CA)、石胆酸(LCA)，熊脱氧胆酸(UDCA)和乙酰胆酸(ACA)。
5.如权利要求1所述所述的染料敏化太阳能电池制造过程中原位再生染料溶液的方法，其特征在于，采用高效液相色谱(HPLC)来分析染料溶液的组成随着染料浸泡TiO2电极次数的增加而产生的变化。
6.如权利要求5所述所述的染料敏化太阳能电池制造过程中原位再生染料溶液的方法，其特征在于，根据相同染料浸泡不同TiO2电极次数与染料组成变化的曲线来知晓染料溶液组成的变化，并作为判断染料溶液是否适合继续使用的依据。
7.如权利要求1所述的染料敏化太阳能电池制造过程中原位再生染料溶液的方法，其特征在于，采用紫外分光光度计来定量测量染料溶液的浓度。
8.如权利要求7所述的染料敏化太阳能电池制造过程中原位再生染料溶液的方法，其特征在于，测定使用过多次的染料溶液的浓度，计算出再生染料溶液所需补加的染料量。
9.权利要求1-8任一项所述染料敏化太阳能电池制造过程中原位再生染料溶液的方法在制造染料敏化太阳能电池中的应用。
【文档编号】H01G9/20GK103903866SQ201210586771
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月28日 优先权日:2012年12月28日
【发明者】杨星天, 杨松旺, 李勇明, 刘岩 申请人:中国科学院上海硅酸盐研究所