一种染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法

摘要

一种染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，以FTO导电玻璃作为基片，清洗后，用筛网状挡膜覆盖在基片表面，采用直流磁控溅射方式，以石墨为靶材，在基片沉积碳沉积层后，放入反应釜中；将盐酸用水稀释作为溶剂，向溶剂中加入钛酸四正丁酯，搅拌至混合溶液变为透明，注入反应釜中；用电脉冲发生器对反应釜中的反应体系施加电脉冲磁场处理，处理后将反应釜放入恒温干燥箱内进行水热反应，在绒面碳膜表面生长一层TiO₂纳米棒阵列，用水冲洗并烘干，得到染料敏化太阳能电池光阳极。优点是：采用脉冲电磁场辅助水热合成方法在绒面碳膜衬底上生长TiO₂纳米棒阵列，纳米棒尺寸小，致密度高而且附着力好，能有效提高了光电转换效率。

主权项

一种染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，其特征是：具体步骤如下：（1）制备绒面碳膜以FTO导电玻璃作为基片，清洗后，用厚度为0.1mm～0.3mm带有圆孔状筛网的挡膜覆盖在基片表面，采用直流磁控溅射方式，以纯度≥99.99%高纯石墨为靶材，在基片覆盖挡片一侧沉积厚度为150nm～200nm的碳沉积层，其中，溅射腔的真空度为3×10^‑4 ～7×10^‑4 Pa，充入纯度为99.99%的氩气为反应气，沉积时的工作气压为0.5Pa～0.6 Pa，溅射功率为40 W～60W，溅射时间为40min～60min；溅射完成后，将覆盖在FTO导电玻璃上的挡膜取下，得到绒面碳膜；（2）配制反应溶液将盐酸用水稀释作为溶剂，向溶剂中加入钛酸四正丁酯，搅拌至混合溶液变为透明，得到反应溶液；所述反应溶液中钛酸四正丁酯的浓度为1.6%～1.8%，其中盐酸与水的质量比为1:1～1:1.2；（3）脉冲电磁场处理将步骤（1）制备好绒面碳膜的FTO玻璃放入反应釜中，具有绒面碳膜的一面朝向下方放置，将步骤（2）配制好的反应溶液注入反应釜中，用电脉冲发生器对反应釜中的反应体系施加电脉冲磁场处理，脉冲时间为5 min～8min，脉冲电压为700 V～900V，脉冲频率为6 Hz～9Hz；处理后将反应釜放入恒温干燥箱内进行水热反应，调节反应温度为160℃～180℃，反应时间为8h～10h，在绒面碳膜表面生长一层TiO₂纳米棒阵列，降温至室温后取出FTO导电玻璃，用去离子水冲洗3次～5次，烘干，得到染料敏化太阳能电池光阳极。