一种透明网格电极制备方法与流程

文档序号:12274488阅读:477来源:国知局
本发明涉及染料敏化太阳能电池
技术领域
,特别是一种透明网格电极制备方法。
背景技术
:现阶段在染料敏化太阳能电池领域中,采用的电极均为全面积的ITO/FTO覆盖,透光度和方阻大致为80~90%和7~20。这种情况制备的电极透光度通常随FTO厚度的增加而减少,而方阻随FTO厚度的增加而降低。因此透光度和方阻无法同时兼顾优异的性能。目前金属网格电极技术已经广泛应用于半导体工业,技术相当成熟,网格图案和厚度可根据需要随意变动。但现有的金属网格电极透光性较差,此外部分金属和染敏电池中电解液会发生反应,不适用于染敏电池。PEDOT(聚乙撑二氧噻吩)是EDOT(3,4-乙撑二氧噻吩单体)的聚合物,具有分子结构简单、能隙小、电导率高等特点,被广泛用作有机薄膜太阳能电池材料。但是现有PEDOT膜的制备大多采用旋涂工艺制备,在制膜过程中需添加其它有机物进行PEDOT的溶解,且制备的膜均匀性略差,因为金属或者玻璃等表面存在一些缺陷或杂质,这些杂质或缺陷等会导致其各区域表面能不一致,最终导致旋涂PEDOT表面不均匀。另外,在这个工艺过程中,旋涂无法制备网格状的PEDOT,同时旋涂不能精确的控制PEDOT的厚度。技术实现要素:本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供了一种透明网格电极制备方法。本发明的目的通过以下技术方案来实现:一种透明网格电极制备方法,包括以下步骤:S1、在底板上覆盖网状模版;S2、将覆盖有网状模版的底板上形成一层网状的PEDOT薄膜;S3、除去网状模版。步骤S1中,所述底板包括上层和下层,上层为FTO薄膜或ITO薄膜,下层为玻璃或PET膜,所述网状模版覆盖在上层上。所述网状模版为光刻模版或通过反应离子刻蚀后的自组装PS小球,模版网格小孔尺寸为10nm~1mm之间。所述网状模版上具有规则或不规则排列的网孔,网格为单一尺寸网孔或混合尺寸网孔,所述网孔为微米级或纳米级小孔。步骤S2中,通过电镀工艺在底板上形成一层网状的PEDOT薄膜,所述PEDOT薄膜的厚度为10nm~500nm。所述电镀工艺包括以下步骤:A、将PEDOT薄膜置于阳极,将覆盖网状模版的底板置于阴极;B、将阴极和阳极插入含有金属盐、PEDOT、辅助成分和添加剂的混合溶液中;C、在阴极和阳极两端加电镀电压;D、通过对电镀时间的控制,控制在底板上镀PEDOT膜的厚度;E、达到所需PEDOT膜厚度后取出。所述金属盐为氰化物,锌酸盐,氯化物或硫酸盐中的一种。所述辅助成分为整平剂或光亮剂。所述添加剂为络合剂、表面活性剂、应力消除剂、除杂剂或润湿剂。所述电镀电压在0~380V之间。本发明具有以下优点:1、采用网格状的PEDOT作为辅助电极沉积在FTO/ITO的表面,结合FTO/ITO和PEDOT,网格结构的PEDOT能够增加对光的捕获,减少对光的寄生吸收,使更多的光被捕获传导出来,而且增加的PEDOT能够有效的增强电极的导电性,从而有效的降低导电玻璃的方块电阻,能够更高效的获得优异的透光度和导电性能。2、本发明采用电镀工艺得到PEDOT,表面均匀,且厚度通过电镀时间可精确控制。具体实施方式下面对本发明做进一步的描述,但本发明的保护范围不局限于以下所述。一种透明网格电极制备方法,包括以下步骤:S1、在底板上覆盖网状模版;S2、将覆盖有网状模版的底板上形成一层网状的PEDOT薄膜;S3、除去网状模版。步骤S1中,所述底板包括上层和下层,上层为FTO薄膜或ITO薄膜,下层为玻璃或PET膜,所述网状模版覆盖在上层上。所述网状模版为光刻模版或通过反应离子刻蚀后的自组装PS小球,模版网格小孔尺寸为10nm~1mm之间。所述网状模版上具有规则或不规则排列的网孔,网格为单一尺寸网孔或混合尺寸网孔,所述网孔为微米级或纳米级小孔。步骤S2中,通过电镀工艺在底板上形成一层网状的PEDOT薄膜,所述PEDOT薄膜的厚度为10nm~500nm。所述电镀工艺包括以下步骤:A、将PEDOT薄膜置于阳极,将覆盖网状模版的底板置于阴极;B、将阴极和阳极插入含有金属盐、PEDOT、辅助成分和添加剂的混合溶液中;C、在阴极和阳极两端加电镀电压;D、通过对电镀时间的控制,控制在底板上镀PEDOT膜的厚度;E、达到所需PEDOT膜厚度后取出。所述金属盐为氰化物,锌酸盐,氯化物或硫酸盐中的一种。所述辅助成分为整平剂或光亮剂。所述添加剂为络合剂、表面活性剂、应力消除剂、除杂剂或润湿剂。所述电镀电压在0~380V之间。将普通FTO与FTO+PEDOT的光电性能进行对比,如下表所示:厚度(nm)透光度方阻500FTO83.710400FTO+20Au817.3400FTO+20PEDOT906.8由上表可知,400FTO+20PEDOT相比于500FTO和400FTO+20Au,具有更高的透光度,同时具有更低的方阻,同时兼得优异的透光度和导电性能。尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。当前第1页1 2 3 
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