專利名稱：一種dsc光陽極散射層漿料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽能電池技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，特別是一種DSC光陽極散射層漿料的制備方法。
背景技術(shù)：
太陽能作為新的能源，在全球氣候變暖的環(huán)境下，越來越受到各個國家的重視。目 前，晶體硅太陽電池被廣泛應(yīng)用，已經(jīng)成為太陽電池的主要市場。但是，晶體硅太陽電池存 在著固有弱點(diǎn)1.硅材料的禁帶寬度Eg = 1. 12eV，太陽能光電轉(zhuǎn)換理論效率相對較低； 2.硅材料是間接能帶材料，在可見光范圍內(nèi)，硅的光吸收系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他太陽能光電材 料，因此晶體硅材料需要經(jīng)過多次提純，從而成本相對較高。因此，薄膜太陽電池就引起了 人們的興趣，并有了 一定程度的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。在各種薄膜太陽能電池中，染料敏化太陽能電池以其制作工藝簡單、便于大規(guī)模 生產(chǎn)、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)愈來愈受到廣泛重視。在染料敏化太陽能電池中，多孔光陽極的性能 對電池的性能的影響尤為重要，因此多年來關(guān)于光陽極膜的研究也越來越多。為實(shí)現(xiàn)盡可能多的吸附染料，同時實(shí)現(xiàn)與導(dǎo)電基底的牢固接觸，并實(shí)現(xiàn)電子從染 料激發(fā)態(tài)到導(dǎo)電襯底的傳輸以及電解質(zhì)中氧化還原電對的有效傳輸，多孔光陽極的制備技 術(shù)方面的研究報(bào)道較多。目前多孔光陽極基本為疊層結(jié)構(gòu)，吸收層為粒徑較小的納米TiO2,在吸收層上面 制備具有光再次利用的光散射層對太陽光的利用率至關(guān)重要。而目前現(xiàn)有的多空光陽極， 其對太陽光的利用率均不是很高。鑒于以上問題，實(shí)有必要針對以上技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，以克服上述缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種DSC光陽極散射層漿料的制備方法，其對 太陽光可以二次吸收，從而增加光的再次利用效率，提高DSC的光電轉(zhuǎn)換效率。為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種DSC光陽極散射層漿料的制備方法，首 先，按照質(zhì)量比為1 (5 7)，將乙基纖維素加入到松油醇中，然后在80°C的水浴中攪拌 2h，形成黏度為6.0 6. Icp的有機(jī)載體；然后，按照質(zhì)量比為1 (5 9)，取粒徑為4um 的銳鈦礦TiO2與粒徑為100 200nm的TiO2混合后放入瑪瑙研缽中，然后加入上述有機(jī)載 體，充分研磨Ih即可。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明DSC光陽極散射層漿料的制備方法至少具有以下優(yōu)點(diǎn) 本發(fā)明采用4um的銳鈦礦TiO2和100nm-360nm的納米TiO2混合制備散射層漿料，由此制成 TiO2薄膜后，其具有較好的光散射的特性，增強(qiáng)了太陽光的再次利用率，有效的改善了電池 的性能；另外，本發(fā)明漿料的性能適合于絲網(wǎng)印刷技術(shù)，便于實(shí)現(xiàn)大面積的TiO2薄膜的制備 和生產(chǎn)，為染料敏化太陽能電池的產(chǎn)業(yè)化奠定了良好的應(yīng)用基礎(chǔ)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一(1)有機(jī)載體的配制按照質(zhì)量比為1 5，取IOg乙基纖維素加入到50g松油醇中，然后在80°C的水浴 下攪拌2h，從而配制成黏度為6. Icp的有機(jī)載體，備用；(2)固含量為24%的TiO2散射層漿料的制備按照質(zhì)量比為1 5，取粒徑為4um的銳鈦礦TiO2與粒徑為IOOnm的TiO2混合后 放入瑪瑙研缽中，然后加入步驟1得到的黏度為6. Icp的有機(jī)載體，充分研磨lh，從而形成 TiO2散射層漿料，其中，有機(jī)載體的固含量為24% ；(3)陽極漿料的制備在清洗干凈的導(dǎo)電玻璃基底上用250目的不銹鋼絲網(wǎng)印刷光吸收層TiO2漿料， 形成一層TiO2光吸收層薄膜，接著，在TiO2光吸收層薄膜上用不銹鋼絲網(wǎng)印刷步驟2形成 的TiO2散射層漿料，然后在80°C干燥15min，接著放入馬弗爐中燒結(jié)，其中馬弗爐的速率為 50C /min，并在450°C保溫15min，500°C保溫15min，最后自然冷卻至常溫，即可得到厚度為 20 μ m的TiO2疊層薄膜，用作燃料敏化太陽能電池光陽極。實(shí)施例二(1)有機(jī)載體的配制按照質(zhì)量比為1 5，取20g乙基纖維素加入到IOOg松油醇中，然后在80°C的水 浴中攪拌2h，從而形成黏度為6. Icp的有機(jī)載體，備用。(2)固含量為18%的TiO2散射層漿料的制備按照質(zhì)量比為1 9，取1. 8g粒徑為4um的銳鈦礦TiO2與16. 2g粒徑為IOOnm的 TiO2混合后放入瑪瑙研缽中，然后加入步驟1形成的黏度為6. Icp的有機(jī)載體，充分研磨 lh，從而形成TiO2散射層漿料，其中，有機(jī)載體的固含量為18% ；(3)陽極漿料的制備在清洗干凈的導(dǎo)電玻璃基底上用250目的不銹鋼絲網(wǎng)印刷光吸收層TiO2I料，形 成一層TiO2光吸收層薄膜，接著在該TiO2光吸收層薄膜上涌250目的不銹鋼絲網(wǎng)印刷步驟 2得到的光散射層漿料，然后在80°C干燥15min，接著放入馬弗爐中燒結(jié)，馬弗爐以速率為 50C /min升溫，并在450°C保溫15min，500°C保溫15min，最后自然冷卻至常溫，即可得到厚 度為20 μ m的TiO2疊層薄膜，用作燃料敏化太陽能電池光陽極。實(shí)施例三(1)有機(jī)載體的配制按照質(zhì)量比為1 7，取IOg乙基纖維素加入到70g松油醇中，然后在80°C的水浴 中攪拌2h，形成黏度為6. Ocp的有機(jī)載體，備用；(2)固含量為21%的TiO2散射層漿料的制備按照質(zhì)量比為1 6，取3. Og粒徑為4um的銳鈦礦TiO2與18g粒徑為200nm的 TiO2混合后放入瑪瑙研缽中，然后加入步驟1得到的黏度為6. Ocp的有機(jī)載體，充分研磨 Ih,形成TiO2散射層漿料，其中，有機(jī)載體的固含量為21 %。(3)陽極漿料的制備在清洗干凈的導(dǎo)電玻璃基底上用250目的不銹鋼絲網(wǎng)印刷光吸收層TiO2I料，形成一層TiO2光吸收層薄膜，接著，在該光吸收層薄膜上涌250目的不銹鋼絲網(wǎng)印刷步驟2得 到的光散射層漿料，然后在80°C干燥15min，接著放入馬弗爐中燒結(jié)，其中馬弗爐的速率為 50C /min,并在450°C保溫15min，500°C保溫15min，最后自然冷卻至常溫，即可得到厚度為 20 μ m的TiO2疊層薄膜，用作燃料敏化太陽能電池光陽極。實(shí)驗(yàn)結(jié)果將按照本發(fā)明方法制備的TiO2散射層漿料與常規(guī)的360nm納米TiO2制備的散射 層漿料分別制備成TiO2疊層薄膜，組裝成IcmX Icm的電池(其中對電極為Pt電極，染料為 0. 3mmol/L的N719，氧化還原電解液配比為在乙腈溶劑中，0. 05mol/L 12,0. lmol/L Lil， 0. 4mol/L TBP)。采用Oriel的太陽光模擬器，模擬AMI. 5，輻照光功率1000W/m2下，用Keithley數(shù) 據(jù)源表測試兩種電池的I-V數(shù)據(jù)(見表1)，從測試結(jié)果可以看出，本發(fā)明電池的短路電流、 開路電壓和填充因子等方面得到了明顯提高，染料敏化太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率得到了 明顯改進(jìn)。表 1
散射層漿料短路電流 Jsc(mA/cm2)開路電壓 Voc(mV)填充因子 F.F光電轉(zhuǎn)換率 η(%)固含量 (%)C/Ti1- (360nmTi02)8.360.670.603.362002- (IOOnm Ti02/4um TiO2)14.760.690.484.89241 53- (200nm Ti02/4um TiO2)17.60.70.404.93211 6表1中1號樣品對應(yīng)純的360nm TiO2制備的散射層漿料的電池的光電性能，2、3 號樣品分別對應(yīng)實(shí)施例1、3中的制備方法制備散射層漿料的電池性能。由以上數(shù)據(jù)分析可知，通過改善散射層漿料中銳鈦礦TiO2混晶的成分，電池的光 電性能提高達(dá)到20%以上，應(yīng)用效果顯著。以上所述僅為本發(fā)明的一種實(shí)施方式，不是全部或唯一的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員通過閱讀本發(fā)明說明書而對本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明 的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
一種DSC光陽極散射層漿料的制備方法，其特征在于首先，按照質(zhì)量比為1∶(5～7)，將乙基纖維素加入到松油醇中，然后在80℃的水浴中攪拌2h，形成黏度為6.0～6.1cp的有機(jī)載體；然后，按照質(zhì)量比為1∶(5～9)，取粒徑為4um的銳鈦礦TiO2與粒徑為100～200nm的TiO2混合后放入瑪瑙研缽中，然后加入上述有機(jī)載體，充分研磨1h即可。
2.如權(quán)利要求1所述的染料敏化太陽能電池陽極漿料的制備方法，其特征在于首先， 按照質(zhì)量比為1 5，將乙基纖維素加入到松油醇中，然后在80°C的水浴中攪拌2h，形成黏 度為6. Icp的有機(jī)載體；然后，按照質(zhì)量比為1 5，取粒徑為4um的銳鈦礦TiO2與粒徑為 IOOnm的TiO2混合后放入瑪瑙研缽中，然后加入上述有機(jī)載體，充分研磨Ih即可。
3.如權(quán)利要求1所述的染料敏化太陽能電池陽極漿料的制備方法，其特征在于首先， 按照質(zhì)量比為1 5，將乙基纖維素加入到松油醇中，然后在80°C的水浴中攪拌2h，形成黏 度為6. Icp的有機(jī)載體；然后，按照質(zhì)量比為1 9，取粒徑為4um的銳鈦礦TiO2與粒徑為 IOOnm的TiO2混合后放入瑪瑙研缽中，然后加入上述有機(jī)載體，充分研磨Ih即可。
4.如權(quán)利要求1所述的染料敏化太陽能電池陽極漿料的制備方法，其特征在于首先， 按照質(zhì)量比為1 7，將乙基纖維素加入到松油醇中，然后在80°C的水浴中攪拌2h，形成黏 度為6. Ocp的有機(jī)載體；然后，按照質(zhì)量比為1 6，取粒徑為4um的銳鈦礦TiO2與粒徑為 200nm的TiO2混合后放入瑪瑙研缽中，然后加入上述有機(jī)載體，充分研磨Ih即可。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種DSC光陽極散射層漿料的制備方法，首先，按照質(zhì)量比為1∶(5～7)，將乙基纖維素加入到松油醇中，然后在80℃的水浴中攪拌2h，形成黏度為6.0～6.1cp的有機(jī)載體；然后，按照質(zhì)量比為1∶(5～9)，取粒徑為4um的銳鈦礦TiO2與粒徑為100～200nm的TiO2混合后放入瑪瑙研缽中，然后加入上述有機(jī)載體，充分研磨1h即可。采用本發(fā)明制得的光陽極散射層漿料制成電池后，電池的光電性能提高達(dá)到20％以上，應(yīng)用效果顯著。
文檔編號H01B1/20GK101950684SQ201010294290
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月28日
發(fā)明者姜春華 申請人:彩虹集團(tuán)公司