一种氧化锌吸收薄膜的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种氧化锌吸收薄膜的制备方法。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的飞速发展和世界人口的迅猛增加，全球能源需求量在逐年增加，大力发展太阳能电池将是解决未来世界能源危机最为重要的途径之一。染料敏化太阳能电池作为一种新型的太阳能电池，其原料来源丰富、成本低廉、生产工艺简单且能耗低，现已成为各国研宄的热点。而氧化锌是一种宽带隙(3.3eV)半导体材料，它具有光学性能好、电子迀移率高、来源丰富以及热稳定性能好等优点，十分适合作为染料敏化太阳能电池的光阳极。
[0003]传统的氧化锌基染料敏化太阳能电池的氧化锌吸收薄膜是先通过水热法或溶胶-凝胶法等方法在导电玻璃上沉积一层氧化锌纳米晶薄膜，然后将制备好的氧化锌薄膜浸泡在染料溶液中数小时，最后干燥所得。这种制备方法过程繁琐，耗时长而且染料不易于充分吸附在氧化锌纳米晶上，使得光生载流子较少，导致了染料敏化太阳能电池的短路电流较低，最终所得的太阳能电池的光电转换效率较小。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种氧化锌吸收薄膜的制备方法。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案:
[0006]一种氧化锌吸收薄膜的制备方法，具体步骤如下:
[0007](I)将导电衬底依次置于丙酮、乙醇和去离子水中进行超声清洗，然后用N2吹干，得到洗净导电衬底；
[0008](2)在室温下，将洗净导电衬底浸入第一混合溶液中，然后在去离子水中浸洗后得到第一导电衬底，所述第一混合溶液的成分及浓度如下:1?10g/l SnCljP 0.01?0.03mol/l HCl；
[0009](3)在室温下，将第一导电衬底先浸入I?5g/l AgNO3*，再浸入第二混合溶液中，然后在去离子水中浸洗后得到第二导电衬底，所述第二混合溶液的成分及浓度如下:0.1 ?0.5g/l PdCljP 0.01 ?0.03mol/l HCl ；
[0010](4)在恒温60?80°C下，将第二导电衬底浸入第三混合溶液中，用去离子水清洗后，得到第三导电衬底，所述第三混合溶液的成分及浓度如下:0.01?0.lmol/1 Zn(NO3)2,0.01?0.lmol/1 二甲氨基硼烷溶液和10?200 ymol/l染料；
[0011](5)将第三导电衬底先在70?80°C下干燥，再在120?150°C下干燥，得到所述氧化锌吸收薄膜。
[0012]步骤⑵中，洗净导电衬底浸入第一混合溶液中的时间为I?5min。
[0013]步骤(3)中，第一导电衬底先浸入AgNO3中的时间为I?3min，浸入第二混合溶液中的时间为I?3min。
[0014]步骤(4)中，第二导电衬底浸入第三混合溶液中的时间为2?6h。
[0015]步骤(5)中，第三导电衬底先在70?80°C下干燥的时间为30?60min，120?150°C下干燥的时间为30?60min。
[0016]所述的导电衬底为ITO导电玻璃、FTO导电玻璃、Al箔或不锈钢箔。
[0017]所述的染料为玫瑰红、曙红Y、溴酚蓝、亚甲基蓝、花青素、香豆素、N719、Z719或
N3o
[0018]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0019](I)本发明采用一步法在导电衬底上制备的染料敏化氧化锌吸收薄膜，与常规制备方法相比，省去了染料单独敏化的步骤，耗时短而且生长氧化锌纳米晶的同时进行染料的敏化，可以使大部分的氧化锌晶粒周围吸附染料，提高了染料敏化太阳能电池的短路电流密度，从而大大提升了太阳能电池的光电转换效率。
[0020](2)本发明所述制备方法无需真空和高温的环境，工艺简单，设备易得且耗能低，适用于大规模工业生产，可广泛应用于染料敏化太阳能电池领域。
【附图说明】
[0021]图1是实施例1制备而得的氧化锌吸收薄膜的扫描电子显微镜照片。
[0022]图2是实施例2制备而得的氧化锌吸收薄膜的扫描电子显微镜照片。
[0023]图3是实施例1和实施例2制备而得的氧化锌吸收薄膜的吸光度曲线。
【具体实施方式】
[0024]以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0025]实施例1
[0026]一种氧化锌吸收薄膜的制备方法，具体步骤如下:
[0027]本实施例以ITO导电玻璃为导电衬底，以曙红Y为染料，
[0028](I)将导电衬底依次置于丙酮、乙醇和去离子水中进行超声清洗，然后用N2吹干，得到洗净导电衬底；
[0029](2)在室温下，将洗净导电衬底浸入第一混合溶液中，然后在去离子水中浸洗后得到第一导电衬底，所述第一混合溶液的成分及浓度如下:lg/l SnCljP 0.0lmol/1 HCl ；
[0030](3)在室温下，将第一导电衬底先浸入lg/lAgN03*，再浸入第二混合溶液中，最终使无导电性的柔性衬底表面吸附足够量的Pd粒子，然后在去离子水中浸洗后得到第二导电衬底，所述第二混合溶液的成分及浓度如下:0.lg/1 PdCljP 0.0lmol/1 HCl ；
[0031 ] (4)在恒温60°C下，将第二导电衬底浸入第三混合溶液中，用去离子水清洗后，得到第三导电衬底，所述第三混合溶液的成分及浓度如下:0.0 lmol/1 Zn(NO3)2^0.0lmol/1 二甲氨基硼烧溶液和10 μ mo 1/1染料；
[0032](5)将第三导电衬底先在70°C下干燥，再在120°C下干燥，得到所述氧化锌吸收薄膜。
[0033]步骤(2)中，洗净导电衬底浸入第一混合溶液中的时间为lmin。
[0034]步骤(3)中，第一导电衬底先浸入AgNO3中的时间为Imin，浸入第二混合溶液中的时间为lmin。
[0035]步骤(4)中，第二导电衬底浸入第三混合溶液中的时间为2h。
[0036]步骤(5)中，第三导电衬底先在70°C下干燥的时间为60min，120°C下干燥的时间为 60mino
[0037]实施例2
[0038]一种氧化锌吸收薄膜的制备方法，具体步骤如下:
[0039]本实施例以FTO导电玻璃为导电衬底，以玫瑰红为染料，
[0040](I)将导电衬底依次置于丙酮、乙醇和去离子水中进行超声清洗，然后用N2吹干，得到洗净导电衬底；
[0041](2)在室温下，将洗净导电衬底浸入第一混合溶液中，然后在去离子水中浸洗后得到第一导电衬底，所述第一混合溶液的成分及浓度如下:10g/l SnCljP 0.03mol/l HCl ；
[0042](3)在室温下，将第一导电衬底先浸入5g/l AgNO3*，再浸入第二混合溶液中，然后在去离子水中浸洗后得到第二导电衬底，所述第二混合溶液的成分及浓度如下:0.5g/lPdCl2^P 0.03mol/l HCl ；
[0043](4)在恒温80°C下，将第二导电衬底浸入第三混合溶液中，用去离子水清洗后，得到第三导电衬底，所述第三混合溶液的成分及浓度如下:0.lmol/1 Zn(NO3)2^0.lmol/1 二甲氨基硼烷溶液和200 ymol/l染料；
[0044](5)将第三导电衬底先在80°C下干燥，再在150°C下干燥，得到所述氧化锌吸收薄膜。