一种表面等离子体共振增益的光伏电池及其制备方法与流程

文档序号:11955279阅读:318来源:国知局

本发明属于光伏电池技术领域,尤其涉及一种表面等离体共振增益的光伏电池及其制备方法。



背景技术:

能源短缺和环境污染是当今世界面临的两大突出问题。当天然气、煤炭、石油等不可再生能源频频告急,能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时,加速发展和扩大使用可再生能源技术,开发相应的绿色高效能量转换与储能器件,是缓解化石能源消耗引起的能源危机和日益严重的环境问题的有效途径之一。

光伏电池即太阳能电池作为一种绿色可再生能源,具有灵活性、循环寿命长、环境友好以及可以制成柔性器件等优点,在光伏建筑、光伏电站、光伏屋顶、便携式电子产品、无线通讯等方面具有广阔的应用前景。近年来,在国家政策的大力支持和科研人员的持续努力下,尽管取得了长足的进步,但是,由于太阳能电池对可见光的利用率仍较低,严重影响了其性能的提高,太阳能电池的光电转换效率和生产成本还远远无法与传统化石能源相比。因此,提高太阳能电池对光的吸收效率是提升太阳能光电转换效率乃至制约太阳能电池能否获得广泛应用的核心问题。而金属表面等离子体纳米结构在入射光照射下,能发生共振,产生的局域表面等离激元共振(LSPR)对增强光吸收具有一定的作用。

局域表面等离激元共振是指当金属纳米颗粒被入射光照射时,因内部自由电子的协同振荡频率与入射光频率相同而发生集体共振的现象,其金属纳米结构表面的局域电磁场被极大增强,展现出强烈的表面等离子体共振吸收。金属-介质的夹层结构在局域表面等离激元共振增强和宽带能量吸收方面表现出优良的性能,在光伏电池结构设计中展现出重要的价值,这方面的研究取得令人瞩目的成就并且成为当前科研的热点。中国专利201110004974.3提出了采用将金属纳米颗粒分散在醇溶剂中形成金属纳米颗粒胶体溶液,在硅太阳电池片迎光面上,丝网印刷或喷淋或旋涂金属纳米颗粒胶体溶液,实现硅太阳电池表面等离子体增益的方法。中国专利201010243362.5通过薄膜沉积的方法在太阳能电池片上沉积一层金属层,不需要采用模板法,通过低温退火工艺获得尺寸均一可控的金属纳米颗粒,从而获得等离子体增效的薄膜太阳能电池。

尽管人们已经发展了很多方法有效地改善了局域表面等离激元共振对光的利用效率,一定程度上提高了光伏电池效率,但是局域表面等离激元共振在光伏电池中的应用依然具有一些难以避免的缺陷,例如:局域表面等离激元共振特性受很多因素的影响,如金属元素、形貌、尺寸、周围环境介质以及等离子体共振耦合的影响;并且局域表面等离激元共振的最强作用往往发生在金属/电介质界面,而且穿透深度往往只有数十个纳米,导致局域表面等离激元共振对电池效率的影响程度有限。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明要解决的技术问题在于提供一种光电转换效率较高的表面等离子体共振增益的光伏电池及其制备方法。

本发明提供了一种表面等离子体共振增益的光伏电池,包括:

复合光伏层,所述复合光伏层包括金属纳米粒子与光伏层;

设置在复合光伏层的表面和/或内部的磁光材料纳米粒子。

优选的,所述复合光伏层中的金属纳米粒子覆盖于光伏层表面形成金属纳米粒子层。

优选的,所述金属纳米粒子层的厚度为1~4nm。

优选的,所述磁光材料纳米粒子覆盖于复合光伏层的表面形成磁光材料层。

优选的,所述磁光材料层的厚度为1~5nm。

优选的,所述所述复合光伏层中的金属纳米粒子覆盖于光伏层表面形成金属纳米粒子层;所述磁光材料纳米粒子覆盖于复合光伏层的金属纳米离子层相对的表面形成磁光材料层。

优选的,所述磁光材料纳米粒子选自铁氧体和/或磁性石墨烯。

优选的,所述铁氧体选自镍铁氧体、锰铁氧体、铋铁氧体、钴铁氧体、锰锌铁氧体与镍钴铁氧体中的一种或多种。

本发明还提供了一种表面等离子体共振增益的光伏电池的制备方法,其特征在于,包括:

A)通过物理方法或化学方法将磁光材料纳米粒子嵌入复合光伏层的表面和/或内部,煅烧,再经过磁化处理后,得到表面等离子体共振增益的光伏电池;所述复合光伏层包括金属纳米粒子与光伏层。

优选的,所述步骤A)具体为:将磁光材料纳米粒子分散液旋涂在复合光伏层的表面,形成磁光材料层,煅烧,再经过磁化处理后,得到表面等离子共振增益的光伏电池。

本发明提供了一种表面等离子体共振增益的光伏电池及其制备方法,该表面等离子体共振增益的光伏电池通过物理方法或化学方法将磁光材料纳米粒子嵌入复合光伏层的表面和/或内部,煅烧,再经过磁化处理后得到;所述复合光伏层包括金属纳米粒子与光伏层。与现有技术相比,本发明通过在具有表面等离子体效应的光伏电池的复合光伏层嵌入磁光材料,组装成一种金属-磁光材料结构的磁化表面等离子体共振的光伏电池,然后施加外磁场影响磁光材料介质特性,从而实现对表面等离子体激元的动态控制,增强局域表面等离激元共振效应,提升太阳能电池的光吸收性能,进而改善太阳能电池的光电转换效率;并且该制备方法简单,成本较低。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种表面等离子体共振增益的光伏电池,包括:复合光伏层,所述复合光伏层包括金属纳米粒子与光伏层;设置在复合光伏层表面和/或内部的磁光材料纳米粒子。

其中,所述复合光伏层包括金属纳米粒子与光伏层;所述光伏层为本领域技术人员熟知的光伏层即可,并无特殊的限制;所述金属纳米粒子为本领域技术人员熟知的金属纳米粒子即可,并无特殊的限制,本发明中优选为Au、Ag、Cu、Al、Pt、Ni、Zn与Sn中的一种或两种以上的合金;所述金属纳米粒子的粒径优选为10~200nm,更优选为10~50nm;所述金属纳米粒子可位于光伏层的表面和/或内部;所述表面可为上表面也可为下表面,并无特殊的限制;在本发明中,所述金属纳米粒子优选覆盖于光伏层的表面形成金属纳米粒子层,更优选覆盖于光伏层的上表面即迎光面形成金属纳米离子层;所述金属纳米离子层的厚度优选为1~4nm,更优选为2~4nm,再优选为2~3nm,最优选为3nm。

所述复合光伏层的表面和/或内部设置有磁光材料纳米粒子;所述磁光材料纳米粒子的粒径优选为10~200nm,更优选为10~150nm,再优选为20~100nm,再优选为20~80nm,最优选为30~50nm;所述磁光材料纳米粒子的种类为本领域技术人员熟知的种类即可,可为软磁材料、永磁材料与功能磁光材料中的一种或多种,并无特殊的限制,本发明中优选为铁氧体和/或磁性石墨烯;其中,所述铁氧体选自镍铁氧体、锰铁氧体、铋铁氧体、钴铁氧体、锰锌铁氧体与镍钴铁氧体中的一种或多种;所述磁性石墨烯为负载磁性粒子的石墨烯,如市售的负载Fe3O4的磁性石墨烯。在本发明中所使用的磁光材料纳米粒子应具有较高的耐腐蚀性,基于公知的电池寿命要求,本发明优选不包括易腐蚀的磁光材料,比如未镀层处理的稀土永磁材料钕铁硼,虽有较好的磁性能,但易腐蚀。

所述磁光材料纳米粒子可位于复合光伏层的表面和/或内部;在本发明中优选其覆盖于复合光伏层的表面形成磁光材料层;在本发明中所述磁光材料纳米粒子更优选覆盖于所述复合光伏层的表面;所述磁光材料层的厚度优选为1~5nm,更优选为2~5nm,再优选为2~4nm,再优选为3~4nm,最优选为3nm。

更优选的,所述所述复合光伏层中的金属纳米粒子覆盖于光伏层表面形成金属纳米粒子层;所述磁光材料纳米粒子覆盖于复合光伏层的金属纳米离子层相对的表面形成磁光材料层。

本发明中所述的光伏电池优选为硅太阳能电池、硅基薄膜太阳能电池、铜铟镓硒太阳能电池、铜铟硒太阳能电池、碲化镉太阳能电池、砷化镓太阳能电池、铝镓砷太阳能电池、镓铟磷锗太阳能电池、染料敏化太阳能电池、钙钛矿太阳能电池或有机薄膜太阳能电池。

本发明还提供了一种上述表面等离子体共振增益的光伏电池的制备方法,包括:A)通过物理方法或化学方法将磁光材料纳米粒子嵌入复合光伏层的表面和/或内部,煅烧,再经过磁化处理后,得到表面等离子体共振增益的光伏电池;所述复合光伏层包括金属纳米粒子与光伏层。

其中,本发明对所有材料的来源并没有特殊的限制,为市售即可。所述金属纳米粒子与磁光材料纳米粒子均同上所述,在此不再赘述。

所述复合光伏层包括金属纳米粒子与光伏层,其优选按照以下方法制备:在光伏电池的光伏层的表面和/或内部的一处或多处嵌入金属纳米粒子,烧结后得到复合光伏层。所述嵌入的方法可为颗粒/薄膜沉积、光栅涉及与打孔设计中的一种或多种。利用金属纳米粒子的局域表面等离激元共振效应,实现了薄膜太阳能电池的光吸收与光电流增强,当光照射在金属纳米粒子表面时,在纳米粒子的附近产生局域的近场增强,使光聚焦在薄膜上,增强光的吸收。

通过物理方法或化学方法将磁光材料纳米粒子嵌入复合光伏层的表面和/或内部;其中,所述物理方法或化学方法优选为丝网印刷、刮涂法、旋涂法、物理气相沉积法、化学气相沉积法与液相外延法中的一种。

在本发明中,所述步骤A)优选具体为:将磁光材料纳米粒子分散液旋涂在复合光伏层的表面,形成磁光材料层,煅烧,再经过磁化处理后,得到表面等离子共振增益的光伏电池。

所述磁光材料纳米粒子分散液为本领域技术人员熟知的磁光材料纳米粒子分散液,并无特殊的限制,本发明中优选为磁光材料纳米粒子的乙醇分散剂;所述磁光材料纳米粒子分散液的中磁光材料纳米粒子的浓度优选为0.1~10g/L,更优选为0.5~5g/L,再优选为1~3g/L,最优选为1~2g/L;在本发明提供的一些实施例中,所述磁光材料纳米粒子分散液的浓度优选为1g/L。

将磁光材料纳米粒子分散液旋涂在复合光伏层的表面,优选旋涂在复合光伏层的下表面即背光面,形成磁光材料层;所述磁光材料层的厚度优选为1~5nm,更优选为2~5nm,再优选为2~4nm,再优选为3~4nm,最优选为3nm。

之后煅烧;所述煅烧的升温速度优选为1~5℃/min,更优选为1~3℃/min,再优选为2℃/min;所述煅烧的温度优选为400℃~600℃,更优选为400℃~500℃,再优选为450℃~500℃;所述煅烧的时间优选为20~60min,更优选为20~50min,再优选为20~40min,再优选为25~35min,最优选为30min。

煅烧后,进行磁化次数;所述磁化处理的外磁场优选由磁铁或通电线圈提供;所述磁化处理的磁感应强度优选为0.1~15T,更优选为0.2~10T,再优选为0.5~5T,再优选为0.5~3T,再优选为0.5~2T;在本发明提供的一些实施例中,所述磁化处理的磁感应强度优选为0.5T;在本发明提供的一些实施例中,所述磁化处理的磁感应强度优选为1T;在本发明提供的另一些实施例中,所述磁化处理的磁感应强度优选为2T。磁场是一种外加的调节手段,在其作用下,光伏层的吸光特性会受到调制,产生光增强、发光峰劈裂、移动等多种物理效应。局域表面等离激元共振效应是等离子体电池提高光电转换效率的重要机理,入射光照射到金属表面,自由电子在电磁场的驱动下在金属和介质界面上发生集体振荡,产生表面等离激元,它们能够局域在金属纳米颗粒周围或者在平坦的金属表面传播。通过组装金属-磁光材料构成的多层结构上磁化表面等离激元,在分界面上如果施加不同方向的外磁场,可以对表面等离激元的特性产生不同的影响,甚至可以增强其局域表面等离激元共振效应。

本发明通过在具有表面等离子体效应的光伏电池的复合光伏层嵌入磁光材料,组装成一种金属-磁光材料结构的磁化表面等离子体共振的光伏电池,然后施加外磁场影响磁光材料介质特性,从而实现对表面等离子体激元的动态控制,增强局域表面等离激元共振效应,提升太阳能电池的光吸收性能,进而改善太阳能电池的光电转换效率;并且该制备方法简单,成本较低。

为了进一步说明本发明,以下结合实施例对本发明提供的一种表面等离子体共振增益的光伏电池及其制备方法进行详细描述。

以下实施例中所用的试剂均为市售。

实施例1

1.1溶胶-凝胶法制备永磁锶铁氧体纳米颗粒方法:将硝酸铁和硝酸锶按照Fe/Sr=8的比例溶解在柠檬酸中,用氨水调整使溶液的pH=7。在得到的溶液中加入乙二醇,用磁力恒温搅拌器在75℃下不断搅拌,加热使形成凝胶。将得到的凝胶在干燥箱中140℃加热形成干凝胶,再将其置于马弗炉中400℃下预烧结4h,再800℃下焙烧4h,得到锶铁氧体纳米颗粒粉体。经测试其颗粒尺寸为30~50nm。

1.2将溶胶-凝胶法制备的颗粒尺寸为30~50nm的永磁锶铁氧体纳米颗粒超声分散在无水乙醇中,制备得到浓度为1g/升的锶铁氧体纳米颗粒的分散液。

1.3在等离子体染料敏化太阳能电池(在迎光面上已沉积3nm Ag纳米颗粒层)的复合光伏层底端,旋涂由步骤1.2中制得的锶铁氧体纳米颗粒分散液,形成厚度为3nm的磁光材料层,涂覆好的薄膜在室温下自然干燥20分钟后放入马弗炉中,控制2℃/min的升温速度加热至450℃煅烧30分钟后自然降温至室温。

1.4经煅烧后的光伏层薄膜面朝上浸入0.05M的TiCl4溶液中,在70℃下浸泡20分钟后取出,用蒸馏水冲洗后放入马弗炉中于500℃煅烧30分钟后自然降温。

1.5施加外磁场对步骤1.4处理过的薄膜进行磁化,所采用的外磁场的磁感应强度为0.5T。

1.6磁化后的薄膜朝上放入染料溶液中浸泡一晚。第二日,从染料溶液中取出薄膜,用无水乙醇冲去膜上多余的染料。然后将此TiO2薄膜放入烘箱中于80℃下干燥20分钟,以除去乙醇。由此得到磁化的含锶铁氧体和银纳米粒子的染料敏化太阳电池的光电极膜。

将实施例1中得到的光电极膜与对电极组装成三明治结构,加入电解质,进行测试。

该实施例与同批制备但未加入磁光材料的等离子体染料敏化太阳能电池(在迎光面上已沉积3nm Ag纳米颗粒层)进行对比,该实施例的光电流密度相比增加12%,光电转换效率相比增加11%。

实施例2

2.1将实施例1中溶胶-凝胶法制备的颗粒尺寸为30~50nm的永磁锶铁氧体纳米颗粒超声分散在无水乙醇中,制备得到浓度为1g/升的锶铁氧体纳米颗粒的分散体系。

2.2在等离子体染料敏化太阳能电池(在迎光面上已沉积3nm Ag纳米颗粒层)的光伏层底端即背光面,旋涂由2.1制得的锶铁氧体纳米颗粒分散溶液,形成厚度为3nm的磁光材料层,涂覆好的薄膜在室温下自然干燥20分钟后放入马弗炉中,控制2℃/min的升温速度加热至450℃煅烧30分钟后自然降温至室温。

2.3经煅烧后的光伏层薄膜面朝上浸入0.05M的TiCl4溶液中,在70℃下浸泡20分钟后取出,用蒸馏水冲洗后放入马弗炉中于500℃煅烧30分钟后自然降温。

2.4施加外磁场对2.3处理过的薄膜进行磁化,所采用的外磁场的磁感应强度为1T。

2.5磁化后的薄膜朝上放入染料溶液中浸泡一晚。第二日,从染料溶液中取出薄膜,用无水乙醇冲去膜上多余的染料。然后将此TiO2薄膜放入烘箱中于80℃下干燥20分钟,以除去乙醇。由此得到磁化的含锶铁氧体和银纳米粒子的染料敏化太阳电池的光电极膜。

将实施例2中得到的光电极膜与对电极组装成三明治结构,加入电解质,进行测试。

该实施例与与同批制备但未加入磁光材料的等离子体染料敏化太阳能电池(在迎光面上已沉积3nm Ag纳米颗粒层)进行对比,该实施例的光电流密度相比增加17%,光电转换效率相比增加18%。

实施例3

3.1将实施例1中溶胶-凝胶法制备的颗粒尺寸为30~50nm的永磁锶铁氧体纳米颗粒超声分散在无水乙醇中,制备得到浓度为1g/升的锶铁氧体纳米颗粒的分散体系。

3.2在等离子体染料敏化太阳能电池(在迎光面上已沉积3nm Ag纳米颗粒层)的光伏层底端,旋涂由步骤3.1制得的锶铁氧体纳米颗粒分散溶液形成厚度为3nm的磁光材料层,涂覆好的薄膜在室温下自然干燥20分钟后放入马弗炉中,控制2℃/min的升温速度加热至450℃煅烧30分钟后自然降温至室温;

3.3经煅烧后的光伏层薄膜面朝上浸入0.05M的TiCl4溶液中,在70℃下浸泡20分钟后取出,用蒸馏水冲洗后放入马弗炉中于500℃煅烧30分钟后自然降温。

3.4施加外磁场对步骤3.3处理过的薄膜进行磁化,所采用的外磁场的磁感应强度为2.0T。

3.5磁化后的薄膜朝上放入染料溶液中浸泡一晚。第二日,从染料溶液中取出薄膜,用无水乙醇冲去膜上多余的染料。然后将此TiO2薄膜放入烘箱中于80℃下干燥20分钟,以除去乙醇。由此得到磁化的含锶铁氧体和银纳米粒子的染料敏化太阳电池的光电极膜。

将实施例3中得到的光电极膜与对电极组装成三明治结构,加入电解质,进行测试。

该实施例与与同批制备但未加入磁光材料的等离子体染料敏化太阳能电池(在迎光面上已沉积3nm Ag纳米颗粒层)进行对比,该实施例的光电流密度相比增加18%,光电转换效率相比增加19%。

实施例4

4.1将市售的Fe3O4磁性石墨烯粉末超声分散在无水乙醇溶剂中,制备得到浓度为1g/升的Fe3O4磁性石墨烯的分散体系。

4.2在等离子体染料敏化太阳能电池(在迎光面上已沉积3nm Ag纳米颗粒层)的光伏层底端,旋涂由步骤4.1制得的Fe3O4磁性石墨烯分散溶液,形成厚度为3nm的磁光材料层,涂覆好的薄膜在室温下自然干燥20分钟后放入马弗炉中,控制2℃/min的升温速度加热至450℃煅烧30分钟后自然降温至室温。

4.3经煅烧后的光伏层薄膜面朝上浸入0.05M的TiCl4溶液中,在70℃下浸泡20分钟后取出,用蒸馏水冲洗后放入马弗炉中于500℃煅烧30分钟后自然降温。

4.4施加外磁场对步骤4.3处理过的薄膜进行磁化,所采用的外磁场的磁感应强度为1T。

4.5磁化后的薄膜朝上放入染料溶液中浸泡一晚。第二日,从染料溶液中取出薄膜,用无水乙醇冲去膜上多余的染料。然后将此TiO2薄膜放入烘箱中于80℃下干燥20分钟,以除去乙醇。由此得到磁化的含Fe3O4磁性石墨烯和银纳米粒子的染料敏化太阳电池的光电极膜。

将实施例4中得到的光电极膜与对电极组装成三明治结构,加入电解质,进行测试。

Fe3O4磁性石墨烯粉末:购自南京先丰纳米科技有限公司,XF018。

该实施例与与同批制备但未加入磁光材料的等离子体染料敏化太阳能电池(在迎光面上已沉积3nm Ag纳米颗粒层)进行对比,该实施例的光电流密度相比增加19%,光电转换效率相比增加19%。

实施例5

5.1将实施例1中溶胶-凝胶法制备的颗粒尺寸为30~50nm的永磁锶铁氧体纳米颗粒超声分散在无水乙醇中,制备得到浓度为1g/升的锶铁氧体纳米颗粒的分散体系。

5.2在等离子体单晶硅太阳能电池(在迎光面上已沉积3nm Ag纳米颗粒层)的光伏层底端,旋涂由步骤5.1制得的锶铁氧体纳米颗粒分散溶液,涂覆好的薄膜放入马弗炉中,控制2℃/min的升温速度加热至450℃煅烧30分钟后自然降温至室温。

5.3施加外磁场对步骤5.2处理过的薄膜进行磁化,所采用的外磁场的磁感应强度为1T,得到光电极膜。

将实施例5中得到的光电极膜与对电极组装成三明治结构,加入电解质,进行测试。

该实施例与与同批制备但未加入磁光材料的等离子体单晶硅太阳能电池(在迎光面上已沉积3nm Ag纳米颗粒层)进行对比,该实施例的光电流密度相比增加20%,光电转换效率为,相比增加19%。

实施例6

6.1将溶胶-凝胶法制备的颗粒尺寸为30~50nm的永磁锶铁氧体纳米颗粒超声分散在无水乙醇中,制备得到浓度为1g/升的锶铁氧体纳米颗粒的分散体系。

6.2在等离子体量子点太阳能电池TiO2/15CdS/20CdSe/5ZnS(在迎光面上已沉积3nm Au纳米颗粒层)的光伏层底端,旋涂由步骤6.1制得的锶铁氧体纳米颗粒分散溶液,涂覆好的薄膜放入马弗炉中,控制2℃/min的升温速度加热至450℃煅烧30分钟后自然降温至室温;

6.3施加外磁场对步骤6.2处理过的薄膜进行磁化,所采用的外磁场的磁感应强度为1T。

以实施例6中得到的磁化后的光伏层薄膜作为光阳极,以Cu2S为背电极,中间填充多硫电解质,组装成电池进行测试。

该实施例与与同批制备但未加入磁光材料的量子点太阳能电池(在迎光面上已沉积3nm Au纳米颗粒层)进行对比,该实施例的光电流密度相比增加19%,光电转换效率相比增加20%。

实施例7

7.1水热法制备软磁镍锌铁氧体纳米颗粒方法:以FeSO4·6H2O、NiSO4·6H2O和ZnSO4·6H2O为原料,按镍锌铁氧体各组分比例分别称取适量的硫酸亚铁、硫酸镍、硫酸锌于烧杯中。向烧杯中加入去离子水,充分搅拌使之溶解后,加入添加剂SiO2,然后在加热和搅拌条件下,匀速滴加3mol/L NaOH溶液至溶液的pH值为10后,静置分层,移去部分上层清液,其余全部装入反应釜。设定反应温度为180度进行水热反应8h。水热完毕后让反应釜自然冷却,抽滤。滤饼用去离子水和无水乙醇冲洗一次,确定洗净后,放入烘箱在70℃烘干,即得到镍锌铁氧体粉体。

7.2将7.1中水热法制备的颗粒尺寸为20~30nm的软磁镍锌铁氧体粉体超声分散在无水乙醇中,制备得到浓度为1克/升的镍锌铁氧体纳米颗粒的分散体系。

7.3在等离子体染料敏化太阳能电池(在迎光面上已沉积3nm Ag纳米颗粒层)的光伏层底端,旋涂由步骤7.2制得的镍锌铁氧体纳米颗粒分散溶液,涂覆好的薄膜在室温下自然干燥20分钟后放入马弗炉中,控制2℃/min的升温速度加热至450℃煅烧30分钟后自然降温至室温。

7.4经煅烧后的光伏层薄膜面朝上浸入0.05M的TiCl4溶液中,在70℃下浸泡20分钟后取出,用蒸馏水冲洗后放入马弗炉中于500℃煅烧30分钟后自然降温。

7.5施加外磁场对步骤7.4处理过的薄膜进行磁化,所采用的外磁场的磁感应强度为1T。

7.6磁化后的薄膜朝上放入染料溶液中浸泡一晚。第二日,从染料溶液中取出薄膜,用无水乙醇冲去膜上多余的染料。然后将此TiO2薄膜放入烘箱中于80℃下干燥20分钟,以除去乙醇。由此得到磁化的含镍锌铁氧体和银纳米粒子的染料敏化太阳电池的光电极膜。

将实施例7中得到的光电极膜与对电极组装成三明治结构,加入电解质,进行测试。

该实施例与与同批制备但未加入磁光材料的等离子体染料敏化太阳能电池(在迎光面上已沉积3nm Ag纳米颗粒层)进行对比,该实施例的光电流密度相比增加14%,光电转换效率相比增加13%。

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