C與P型DSSC的開路電壓之和。綜上所述，本發(fā)明的新型染料敏化太陽能電池相比于傳統(tǒng)的N型染料敏化太陽能電池，開路電壓得到明顯提高。
[0034]本發(fā)明的新型染料敏化太陽能電池通過如下實(shí)施例的方法制得。
[0035]實(shí)施例1:
[0036]取一片F(xiàn)TO (摻雜氟的SnO2透明導(dǎo)電玻璃)，使用玻璃打孔機(jī)，在該片F(xiàn)TO上打兩個間距0.5cm的孔，再取一片未打孔的FTO —起放入燒杯中，分別用丙酮、酒精、去離子水超聲清洗20分鐘，洗干凈后60 °C下烘干。
[0037]稱量Ig的無水梓檬酸倒入到10mL容量的燒杯中，使用量筒分別稱量40mL去尚子水和20mL鹽酸倒入燒杯中，放在攪拌臺上持續(xù)攪拌5分鐘后，用ImL的移液槍量取ImL的鈦酸四正丁酯倒入燒杯中，再繼續(xù)攪拌半個小時形成前驅(qū)體溶液，取1mL的攪拌均勻的前驅(qū)體溶液倒進(jìn)25ml體積的聚四氟乙烯小瓶中，將清洗干凈的未打孔FTO的導(dǎo)電面朝下放入進(jìn)聚四氟乙烯小瓶中，放到高溫反應(yīng)釜中，在烘箱中150°C水熱反應(yīng)6小時，反應(yīng)結(jié)束后，等反應(yīng)釜自然冷卻到室溫，取出FTO樣品，分別用去離子水和酒精清洗樣品3分鐘，于80°C下干燥I小時，再放到退火爐中500°C煅燒2小時，得到光陽極。
[0038]稱量Immol的六水合硝酸鎳(Ni(NO3)2.6H20)，2mmol六水合硝酸(Co (NO3) 2.6H20)，40mmol尿素(Urea)依次加入到裝有50mL去離子水的燒杯中，持續(xù)攪拌半個小時。將洗干凈的打孔FTO的導(dǎo)電面朝下放入在燒杯中，貼著杯壁，80°C水浴反應(yīng)3小時。反應(yīng)結(jié)束后，取出3小時樣品，用去離子水和酒精洗干凈，于80°C下干燥I小時，再放到退火爐中450°C煅燒2小時，得到光陰極。
[0039]將光陽極和光陰極同時浸泡在裝有N719染料的小瓶中24小時，然后使用60 μm熱封膜進(jìn)行封裝，從光陰極孔口處注入電解液，電解液為0.1M的Lil、0.03M的I2、0.5M的四丁基碘化銨和0.5M的4-叔丁基吡啶(M為單位質(zhì)量)，再用摻雜氟的SnO2透明導(dǎo)電玻璃和熱封膜把孔口封住，靜置一個小時后得到了一個光陰極為3小時水熱合成的NiCo2O4的新型染料敏化太陽能電池。
[0040]圖1為所制備的新型染料敏化太陽能電池光陰極的X射線衍射(XRD);圖2為所制備的新型染料敏化太陽能電池光陰極的掃描電鏡圖(SEM);圖3為所制備的新型染料敏化太陽能電池光陽極的掃描電鏡圖(SEM);圖4為PN-型和N-型DSSC的電流密度與電壓特性曲線測試圖(J-V)。
[0041]用本發(fā)明制備出來的光陽極和Pt組裝成傳統(tǒng)的N型DSSC，在一個標(biāo)準(zhǔn)太陽光模擬器照射下，測得開路電壓為0.736V，電流密度為1.889mA/cm2，填充因子為41.9，光電轉(zhuǎn)換效率為0.583% ;而將本發(fā)明制備出來的光陰極取代Pt組裝成的新型染料敏化太陽能電池，在一個標(biāo)準(zhǔn)太陽光模擬器照射下，測得開路電壓為0.873V，電流密度為2.175mA/cm2，填充因子為30.8，光電轉(zhuǎn)換效率為0.586%。相比于N-型DSSC，PN-型DSSC的開路電壓，電流密度有了顯著的提高。
[0042]實(shí)施例2:
[0043]取一片F(xiàn)T0，使用玻璃打孔機(jī)，在該片F(xiàn)TO上打兩個間距0.5cm的孔，再取一片未打孔的FTO —起放入燒杯中，分別用丙酮、酒精、去離子水超聲清洗20分鐘，洗干凈后60°C下烘干。
[0044]稱量Ig的無水梓檬酸倒入到10mL容量的燒杯中，使用量筒分別稱量40mL去尚子水和20mL鹽酸倒入燒杯中，放在攪拌臺上持續(xù)攪拌5分鐘后，用ImL的移液槍量取ImL的鈦酸四正丁酯倒入燒杯中，再繼續(xù)攪拌半個小時形成前驅(qū)體溶液，取1mL攪拌均勻的前驅(qū)體溶液倒進(jìn)25ml體積的聚四氟乙烯小瓶中，將清洗干凈的未打孔FTO的導(dǎo)電面朝下放入進(jìn)聚四氟乙烯小瓶中，放到高溫反應(yīng)釜中，在烘箱中150°C水熱反應(yīng)6小時，反應(yīng)結(jié)束后，等反應(yīng)釜自然冷卻到室溫，取出FTO樣品，分別用去離子水和酒精清洗樣品3分鐘，于80°C下干燥I小時，再放到退火爐中500°C煅燒2小時，得到光陽極。
[0045]稱量Immol的六水合硝酸鎳(Ni(NO3)2.6H20)，2mmol六水合硝酸(Co (NO3) 2.6H20)，40mmol尿素(Urea)依次加入到裝有50mL去離子水的燒杯中，持續(xù)攪拌半個小時。將洗干凈的打孔FTO的導(dǎo)電面朝下放入在燒杯中，貼著杯壁，80°C水浴反應(yīng)6小時。反應(yīng)結(jié)束后，取出6小時樣品，用去離子水和酒精洗干凈，于80°C下干燥I小時，再放到退火爐中450°C煅燒2小時，得到光陰極。
[0046]將光陽極和光陰極同時浸泡在裝有N719染料的小瓶中24小時，然后使用60 μm熱封膜進(jìn)行封裝，從光陰極打孔處注入進(jìn)去電解液，再用摻雜氟的SnO2透明導(dǎo)電玻璃和熱封膜把孔口封住，靜置一個小時后得到了一個光陰極為6小時水熱合成的NiCo2O4的新型染料敏化太陽能電池。
[0047]可見，光陰極的合成時間在3-6小時之間均可形成穩(wěn)定的P型半導(dǎo)體氧化物
NiCo2O40
[0048]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，并不用于限制本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種新型染料敏化太陽能電池，其特征在于:包括由密封材料封裝的兩相向設(shè)置的導(dǎo)電基底，分別形成在兩所述導(dǎo)電基底相對面上含光敏染料的N型半導(dǎo)體氧化物的光陽極和P型半導(dǎo)體氧化物的光陰極，以及填充于兩所述導(dǎo)電基底之間的電解液，所述P型半導(dǎo)體氧化物為NiCo2O4。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型染料敏化太陽能電池，其特征在于:兩所述導(dǎo)電基底為摻雜氟的3]102透明導(dǎo)電玻璃。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型染料敏化太陽能電池，其特征在于:所述導(dǎo)電基底的厚度為l-3mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型染料敏化太陽能電池，其特征在于:所述N型半導(dǎo)體氧化物為T12。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型染料敏化太陽能電池，其特征在于:所述密封材料為熱封膜。6.一種如權(quán)利要求1所述的新型染料敏化太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 51、導(dǎo)電基底的清洗 取兩片摻雜氟的SnO2透明導(dǎo)電玻璃作為導(dǎo)電基底，并在其中一片上開兩個孔口，將兩片導(dǎo)電基底分別在丙酮、酒精、去離子水中超聲清洗干凈，干燥備用； 52、光陽極的制備 在摻雜氟的31102透明導(dǎo)電玻璃的導(dǎo)電面上覆蓋T12膠體，并燒結(jié)處理； 53、光陰極的制備 制備NiCo2O4膠體，將打孔的摻雜氟的SnO 2透明導(dǎo)電玻璃的導(dǎo)電面上覆蓋NiCo 204膠體，分別水浴反應(yīng)3小時和6小時后，用去離子水和酒精清洗干凈，干燥并燒結(jié)處理； 54、將光陽極和光陰極浸入到光敏染料中浸泡處理后，用無水乙醇清洗并烘干，然后用熱封膜進(jìn)行封裝，注入電解液，再使用熱封膜和摻雜氟的SnO2透明導(dǎo)電玻璃將光陰極的兩孔口封住，靜置后即可。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的新型染料敏化太陽能電池，其特征在于:所述步驟S3中將六水合硝酸鎳、六水合硝酸鈷、尿素按摩爾比為1:2:40依次加入到去離子水中，攪拌形成所述NiCo2O4膠體。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的新型染料敏化太陽能電池，其特征在于:所述步驟S3中水浴溫度為80°C。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的新型染料敏化太陽能電池，其特征在于:所述步驟S2中將前驅(qū)體溶液與聚四氟乙烯按體積比為2:5混合后形成所述T12膠體，所述前驅(qū)體溶液由去離子水、鹽酸、鈦酸四正丁酯按體積比為40:20:1混合無水檸檬酸攪拌形成。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的新型染料敏化太陽能電池，其特征在于:所述光敏染料為N719染料。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新型染料敏化太陽能電池(PN型)，是以N型半導(dǎo)體氧化物TiO2為光陽極和P型半導(dǎo)體氧化物NiCo2O4為光陰極，以N719染料(二-四丁銨-雙(異硫氰基)雙(2,2ˊ-聯(lián)吡啶-4,4ˊ-二羧基)釕(II))吸收光，產(chǎn)生光生電子空穴對，其中光陽極采用水熱法制備，光陰極采用水浴法制備。本發(fā)明制備的新型染料敏化太陽能電池，利用了TiO2相對于電解液氧化還原電勢比較高的導(dǎo)帶位置和NiCo2O4相對于電解液氧化還原電勢比較低的價帶位置，開路電壓比傳統(tǒng)N-型染料敏化太陽能電池的開路電壓高0.1V以上，進(jìn)一步提升了染料敏化太陽能電池的性能。
【IPC分類】H01G13/04, H01G9/20, H01G13/00
【公開號】CN105118676
【申請?zhí)枴緾N201510442760
【發(fā)明人】李亮, 田維, 侍智偉
【申請人】蘇州大學(xué)
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年7月24日