一种染料敏化太阳能电池及其制备方法

本发明涉及太阳能电池，尤其涉及一种染料敏化太阳能电池及其制备方法。

背景技术：

1、太阳能是一种可再生能源，是指太阳的热辐射能，主要表现就是人们常说的太阳光线。太阳能是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的，来自太阳的辐射能量。因此对太阳能的使用安全可靠且清洁无污染，从而可以减少对环境的污染。目前对于太阳能的利用形式主要是光热转换、光电转换以及光化学转换三种主要方式，即，将太阳能转换为热能、电能以及化学能。太阳能电池就是光电转换的一种应用并利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，又称“太阳能芯片”。

2、染料敏化太阳能电池是一种新型的太阳能电池，主要是模仿光合作用原理，以低成本的纳米二氧化钛和光敏染料作为主要原料，模拟自然界中植物利用太阳能进行光合作用，将太阳能转换为电能。与传统的硅太阳能电池相比，染料敏化太阳能电池具有寿命长(使用寿命可达15至20年)、生产成本低(仅为硅太阳能电池的五分之一至十分之一，预计每峰瓦的电池的成本在10元以内)以及生产过程中无毒无污染等优势。而染料敏化太阳能电池的光电转换的效率大小很大程度上取决与其对于太阳光的吸收效率。自然光在经过物体反射后会形成部分的偏振光，传统的染料敏化太阳能电池往往只考虑了对自然光的吸收效率，而忽略了对偏振光的吸收效率。因此如何进一步提高对偏振光的吸收效率是染料敏化太阳能电池亟需解决的一个难题。

3、有鉴于此，有必要对现有技术中的染料敏化太阳能电池予以改进，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术中的染料敏化太阳能电池仅考虑对自然光的吸收效率，未考虑对自然光经过物体反射后形成的偏振光的吸收效率所导致的染料敏化太阳能电池光电转换效率低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种染料敏化太阳能电池的制备方法，包括：

3、步骤s1、洗涤基板，分别通过所述基板制备zno光阳极与铂晶种膜；

4、步骤s2、将所述铂晶种膜置入由手性小分子溶液、氯铂酸溶液以及抗坏血酸溶液所构成的混合溶液中，于设定温度加热一定时间，制备得到手性铂对电极；

5、步骤s3、对所述zno光阳极进行预处理，将预处理后的zno光阳极与所述手性铂对电极贴合，并将电解质渗入所述zno光阳极与所述手性铂对电极所形成的贴合面，制备得到染料敏化太阳能电池。

6、作为本发明的进一步改进，所述步骤s2中手性小分子、氯铂酸以及抗坏血酸的摩尔比为1～3.5:2～4:45～50。

7、作为本发明的进一步改进，所述手性小分子溶液为手性半胱氨酸溶液。

8、作为本发明的进一步改进，所述步骤s1中通过所述基板制备zno光阳极包括：通过将zno浆料均匀刮涂于基板表面，并将涂有zno浆料的基板于设定温度加热一定时间。

9、作为本发明的进一步改进，所述步骤s1中通过所述基板制备铂晶种膜包括：通过将15mm的氯铂酸的异丙醇溶液铺展于基板表面，并将涂有氯铂酸的异丙醇溶液的基板于设定温度加热一定时间。

10、作为本发明的进一步改进，将所述涂有zno浆料的基板置入马弗炉中加热至350～500℃下煅烧6～12h。

11、作为本发明的进一步改进，将所述涂有15mm的氯铂酸的异丙醇溶液的基板于烘箱中于80℃下加热15min，取出后置入马弗炉中加热至400～500℃煅烧30min。

12、作为本发明的进一步改进，所述步骤s3中对所述zno光阳极进行预处理包括：

13、将所述zno光阳极切割成预设大小后置入n719染料敏化剂中，于50～70℃下加入24h，制备得到预处理后的zno光阳极。

14、作为本发明的进一步改进，所述步骤s3中将电解质渗入所述zno光阳极与所述手性铂对电极所形成的贴合面之后，还包括：通过环氧树脂胶水对所述染料敏化太阳能电池进行封装。

15、基于相同发明思想，本发明还揭示了一种染料敏化太阳能电池，

16、所述染料敏化太阳能电池基于如上述任一项发明创造所述的染料敏化太阳能电池的制备方法制备得到。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

18、染料敏化太阳能电池中手性铂对电极中的手性铂由于具有光学活性，可对特定方向的偏振光进行选择性反射，以提高手性铂对电极对偏振光的反射效率，从而提高染料敏化太阳能电池对偏振光的反射效率，以最终保证染料敏化太阳能电池光电转换的效率。

技术特征：

1.一种染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中手性小分子、氯铂酸以及抗坏血酸的摩尔比为1～3.5:2～4:45～50。

3.根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述手性小分子溶液为手性半胱氨酸溶液。

4.根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中通过所述基板制备zno光阳极包括：通过将zno浆料均匀刮涂于基板表面，并将涂有zno浆料的基板于设定温度加热一定时间。

5.根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中通过所述基板制备铂晶种膜包括：通过将15mm的氯铂酸的异丙醇溶液铺展于基板表面，并将涂有氯铂酸的异丙醇溶液的基板于设定温度加热一定时间。

6.根据权利要求4所述的染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于，将所述涂有zno浆料的基板置入马弗炉中加热至350～500℃煅烧6～12h。

7.根据权利要求5所述的染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于，将所述涂有15mm的氯铂酸的异丙醇溶液的基板于烘箱中于80℃下加热15min，取出后置入马弗炉中于加热至400～500℃煅烧30min。

8.根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中对所述zno光阳极进行预处理包括：

9.根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中将电解质渗入所述zno光阳极与所述手性铂对电极所形成的贴合面之后，还包括：通过环氧树脂胶水对所述染料敏化太阳能电池进行封装。

10.一种染料敏化太阳能电池，其特征在于，

技术总结
本发明提供了一种染料敏化太阳能电池及其制备方法，该制备方法包括：步骤S1、洗涤基板，分别通过基板制备ZnO光阳极与铂晶种膜；步骤S2、将铂晶种膜置入由手性小分子溶液、氯铂酸溶液以及抗坏血酸溶液所构成的混合溶液中，于设定温度加热一定时间，制备得到手性铂对电极；步骤S3、对ZnO光阳极进行预处理，将预处理后的ZnO光阳极与手性铂对电极贴合，并将电解质渗入ZnO光阳极与手性铂对电极所形成的贴合面，制备得到染料敏化太阳能电池。通过该制备方法制备得到的染料敏化太阳能电池，提高了对偏振光的吸收效率，从而提高了染料敏化太阳能电池光电转换的效率。

技术研发人员：柏特
受保护的技术使用者：无锡科技职业学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11