專利名稱：染料敏化太陽(yáng)能電池電極制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種染料敏化太陽(yáng)能電池電 極的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著能源緊缺問(wèn)題成為非常關(guān)注的焦點(diǎn)，人們把目光投向可再生的太陽(yáng) 能利用上面來(lái)。太陽(yáng)能電池是太陽(yáng)能直接利用的有效方式之一。目前，民用 太陽(yáng)能電池主要是用硅材料做的太陽(yáng)能電池，這類電池不僅要求硅材料的純 度高，而且制備工藝復(fù)雜成本高。與之相比，染料敏化太陽(yáng)能電池對(duì)材料純 度要求不高同時(shí)工藝簡(jiǎn)單易于制作因而成本低，這些優(yōu)點(diǎn)使得染料敏化太陽(yáng) 能電池極具商業(yè)開(kāi)發(fā)價(jià)值。目前染料敏化太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率較低，這 限制了其實(shí)際應(yīng)用。影響轉(zhuǎn)換效率低的因素較多，如敏化劑、電解質(zhì)和電極 等等。如果電極材料的性能有所提高，反過(guò)來(lái)將會(huì)提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種染料敏化太陽(yáng)能電池 電極的制備方法。
本發(fā)明中的染料敏化太陽(yáng)能電池電極包括兩層氧化鋅導(dǎo)電陶瓷層和導(dǎo) 電層，導(dǎo)電層直接沉積生長(zhǎng)在氧化鋅導(dǎo)電陶瓷層的表面。制備該染料敏化太 陽(yáng)能電池電極的具體方法是
步驟l.將金屬鋁和氫氧化鈉按照當(dāng)量比l: l加入反應(yīng)容器中，然后加 入過(guò)量的水，生成偏鋁酸鈉溶液，反應(yīng)溫度為1 9(TC;
步驟2.將氯化鋅和鹽酸加入過(guò)量的水中，形成氯化鋅溶液，鹽酸與氯化 鋅的摩爾比為0.005 0. 01: 1;
歩驟3.將氯化鋅溶液在攪拌條件下加入到偏鋁酸鈉溶液中，同時(shí)加入氫 氧化鈉溶液，形成沉淀物；偏鋁酸鈉與氯化鋅的摩爾比為0.5 1: 100;加 入的氫氧化鈉與氯化鋅的摩爾比為2: 1;
步驟4.將沉淀物過(guò)濾出，然后用去離子水清洗，在40 9(TC下干燥1 2小時(shí)，再在210 30(TC下保持1 2小時(shí)，形成鋁摻雜氧化鋅粉體；
步驟5.鋁摻雜氧化鋅粉體通過(guò)壓機(jī)壓制成片型，然后進(jìn)行燒結(jié)；燒結(jié)溫
度450 135(TC、燒結(jié)時(shí)間3 10小時(shí)，制備成片狀的導(dǎo)電氧化鋅陶瓷； 步驟6.在片狀的導(dǎo)電氧化鋅陶瓷的一面上沉積生長(zhǎng)導(dǎo)電層。
所述的生長(zhǎng)導(dǎo)電層的方法是采用激光脈沖沉積法以片狀的導(dǎo)電氧化鋅
陶瓷為耙材，激光脈沖5 10小時(shí)，制備成厚度為1 50微米的導(dǎo)電層。
本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)是用導(dǎo)電氧化鋅陶瓷材料制作染料敏化太陽(yáng)能電池
光陽(yáng)極，含有大量的介孔，可以吸附大量染料分子，同時(shí)又由于導(dǎo)電氧化鋅 陶瓷自身電阻率較小，染料經(jīng)光照射激發(fā)后產(chǎn)生的光電子易于通過(guò)導(dǎo)電氧化 鋅轉(zhuǎn)移到外電路中，因而能夠提高光電轉(zhuǎn)換效率。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。 實(shí)施例1:
步驟l.將金屬鋁和氫氧化鈉按照當(dāng)量比l: l加入反應(yīng)容器中，然后加
入過(guò)量的水，生成偏鋁酸鈉溶液，反應(yīng)溫度為rc;
步驟2.將氯化鋅和鹽酸加入過(guò)量的水中，形成氯化鋅溶液，鹽酸與氯化 鋅的摩爾比為0.005: 1;
步驟3.將氯化鋅溶液在攪拌條件下加入到偏鋁酸鈉溶液中，同時(shí)加入氫 氧化鈉溶液，形成沉淀物；偏鋁酸鈉與氯化鋅的摩爾比為0.5: 100;加入的 氫氧化鈉與氯化鋅的摩爾比為2: 1;
步驟4.將沉淀物過(guò)濾出，然后用去離子水清洗，在40。C下干燥2小時(shí)， 再在21(TC下保持2小時(shí)，形成鋁摻雜氧化鋅粉體；
步驟5.鋁摻雜氧化鋅粉體通過(guò)壓機(jī)壓制成片型，然后進(jìn)行燒結(jié)；燒結(jié)溫
度45(TC、燒結(jié)時(shí)間10小時(shí)，制備成片狀的導(dǎo)電氧化鋅陶瓷；
步驟6.采用激光脈沖沉積法以片狀的導(dǎo)電氧化鋅陶瓷為耙材，激光脈沖 5小時(shí)，制備成厚度為1微米的導(dǎo)電層。
實(shí)施例2:
步驟l.將金屬鋁和氫氧化鈉按照當(dāng)量比1: l加入反應(yīng)容器中，然后加 入過(guò)量的水，生成偏鋁酸鈉溶液，反應(yīng)溫度為9(TC;步驟2.將氯化鋅和鹽酸加入過(guò)量的水中，形成氯化鋅溶液，鹽酸與氯化 鋅的摩爾比為0.01: 1;
歩驟3.將氯化鋅溶液在攪拌條件下加入到偏鋁酸鈉溶液中，同時(shí)加入氫 氧化鈉溶液，形成沉淀物；偏鋁酸鈉與氯化鋅的摩爾比為1: 100;加入的氫 氧化鈉與氯化鋅的摩爾比為2: 1;
歩驟4.將沉淀物過(guò)濾出，然后用去離子水清洗，在9(TC下干燥1小時(shí)，
再在30(TC下保持1小時(shí)，形成鋁摻雜氧化鋅粉體；
步驟5.鋁摻雜氧化鋅粉體通過(guò)壓機(jī)壓制成片型，然后進(jìn)行燒結(jié)；燒結(jié)溫 度1350。C、燒結(jié)時(shí)間3小時(shí)，制備成片狀的導(dǎo)電氧化鋅陶瓷；
步驟6.采用激光脈沖沉積法以片狀的導(dǎo)電氧化鋅陶瓷為靶材，激光脈沖 10小時(shí)，制備成厚度為10微米的導(dǎo)電層。 實(shí)施例3:
步驟l.將金屬鋁和氫氧化鈉按照當(dāng)量比1: l加入反應(yīng)容器中，然后加 入過(guò)量的水，生成偏鋁酸鈉溶液，反應(yīng)溫度為6(TC;
步驟2.將氯化鋅和鹽酸加入過(guò)量的水中，形成氯化鋅溶液，鹽酸與氯化
鋅的摩爾比為0.008: 1;
步驟3.將氯化鋅溶液在攪拌條件下加入到偏鋁酸鈉溶液中，同時(shí)加入氫 氧化鈉溶液，形成沉淀物；偏鋁酸鈉與氯化鋅的摩爾比為0.6: 100;加入的 氫氧化鈉與氯化鋅的摩爾比為2: 1;
步驟4.將沉淀物過(guò)濾出，然后用去離子水清洗，在6(TC下干燥1.5小 時(shí)，再在25(TC下保持1.5小時(shí)，形成鋁摻雜氧化鋅粉體；
步驟5.鋁摻雜氧化鋅粉體通過(guò)壓機(jī)壓制成片型，然后進(jìn)行燒結(jié)；燒結(jié)溫 度100(TC、燒結(jié)時(shí)間6小時(shí)，制備成片狀的導(dǎo)電氧化鋅陶瓷；
步驟6.采用激光脈沖沉積法以片狀的導(dǎo)電氧化鋅陶瓷為靶材，激光脈沖 6小時(shí)，制備成厚度為5微米的導(dǎo)電層。
權(quán)利要求
1.染料敏化太陽(yáng)能電池電極制備方法，該染料敏化太陽(yáng)能電池電極包括氧化鋅導(dǎo)電陶瓷層和導(dǎo)電層，導(dǎo)電層直接沉積生長(zhǎng)在氧化鋅導(dǎo)電陶瓷層的表面，其特征在于制備該染料敏化太陽(yáng)能電池電極的具體方法是步驟1.將金屬鋁和氫氧化鈉按照當(dāng)量比1∶1加入反應(yīng)容器中，然后加入過(guò)量的水，生成偏鋁酸鈉溶液，反應(yīng)溫度為1～90℃；步驟2.將氯化鋅和鹽酸加入過(guò)量的水中，形成氯化鋅溶液，鹽酸與氯化鋅的摩爾比為0.005～0.01∶1；步驟3.將氯化鋅溶液在攪拌條件下加入到偏鋁酸鈉溶液中，同時(shí)加入氫氧化鈉溶液，形成沉淀物；偏鋁酸鈉與氯化鋅的摩爾比為0.5～1∶100；加入的氫氧化鈉與氯化鋅的摩爾比為2∶1；步驟4.將沉淀物過(guò)濾出，然后用去離子水清洗，在40～90℃下干燥1～2小時(shí)，再在210～300℃下保持1～2小時(shí)，形成鋁摻雜氧化鋅粉體；步驟5.鋁摻雜氧化鋅粉體通過(guò)壓機(jī)壓制成片型，然后進(jìn)行燒結(jié)；燒結(jié)溫度450～1350℃、燒結(jié)時(shí)間3～10小時(shí)，制備成片狀的導(dǎo)電氧化鋅陶瓷；步驟6.采用激光脈沖沉積法以片狀的導(dǎo)電氧化鋅陶瓷為靶材，激光脈沖5～10小時(shí)，制備成厚度為1～50微米的導(dǎo)電層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種染料敏化太陽(yáng)能電池電極制備方法。目前染料敏化太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率較低。本發(fā)明方法首先制備偏鋁酸鈉溶液和氯化鋅溶液，然后將氯化鋅溶液在攪拌條件下加入到偏鋁酸鈉溶液中，同時(shí)加入氫氧化鈉溶液，將沉淀物過(guò)濾出，經(jīng)清洗、干燥后形成鋁摻雜氧化鋅粉體；將鋁摻雜氧化鋅粉體通過(guò)壓機(jī)壓制成片型，燒結(jié)成片狀的導(dǎo)電氧化鋅陶瓷，在片狀的導(dǎo)電氧化鋅陶瓷的一面上沉積生長(zhǎng)導(dǎo)電層。本發(fā)明方法用導(dǎo)電氧化鋅陶瓷材料制作染料敏化太陽(yáng)能電池光陽(yáng)極，含有大量的介孔，可以吸附大量染料分子，同時(shí)能夠提高光電轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號(hào)H01L51/44GK101582333SQ200910100099
公開(kāi)日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2009年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月22日
發(fā)明者俞群愛(ài), 呂燕飛, 季振國(guó), 偉 葛, 趙士超, 霍德璇 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)