具有TiO₂致密层的光阳极的制备方法

摘要

本发明公开了一种具有TiO2致密层的光阳极的制备方法，属于染料敏化太阳能电池技术领域。该方法过程包括：制备TiO2透明溶胶；在TiO2透明溶胶中利用提拉浸渍法在导电玻璃上制得TiO2薄膜并经煅烧得TiO2致密层；制备TiO2多孔层浆料；利用丝网印刷法在TiO2致密层之上涂覆TiO2多孔层浆料；经煅烧得到具有TiO2致密层的光阳极。本发明的优点在于，由于TiO2致密层的阻挡效果使得电池光电流得以提高，同时加固了TiO2多孔层与导电基底的连接，同时该方法制备工艺简单，适合大规模工业化生产。

主权项

一种具有TiO2致密层的光阳极的制备方法，其特征在于包括以下过程：1） 钛酸丁酯、乙酰丙酮和乙醇按摩尔比1：1：25‑30在搅拌条件下混合均匀，为A液；月桂胺、0.01 mol/L HCl、乙醇和水按摩尔比1：0.1：30‑40：200混合，为B液，在温度35‑45℃下将A液与B液按钛酸丁酯与月桂胺摩尔比4：1混合，并搅拌2‑3 h，放置于暗处陈化160‑180 h，得到TiO2透明溶胶；2） 采用提拉浸渍法镀膜，在7.5 cm×4 cm的导电玻璃两侧粘防水胶带，待测试时该部分与导线相连，导电玻璃在TiO2溶胶中以1‑3 mm/s的速度提拉，提拉过程中，静置导电玻璃在溶胶中3‑5 min，提拉操作完成后把导电玻璃放入110℃的真空烘箱干燥5‑10min，如此提拉3次，在导电玻璃上得到白色半透明的TiO2致密层；3） 将涂覆有TiO2致密层的导电玻璃放入马弗炉中煅烧，温度以5‑10℃/min的升温速度从室温升至450‑500℃，维持 450‑500℃恒温15‑30min，得到厚度为600‑700 nm的均匀平整TiO2致密层；4） 将二氧化钛、松油醇、乙基纤维素、乙醇和锆珠以质量比为1：4.06：0.5：20：60的比例球磨混合，旋蒸除去乙醇，制得TiO2多孔层浆料；5） 将步骤4）制得的TiO2多孔层浆料用刮刀印刷在导电玻璃的致密层上，印刷六层，然后在110℃下烘干后煅烧，在马弗炉中以5℃/min从室温升至500℃，恒温30min，将煅烧后所得光阳极浸泡入二‑四丁铵‑双(异硫氰基)双(2,2'‑联吡啶‑4,4'‑二羧基)钌（II）染料溶液中20 h，制得具有TiO2致密层的光阳极。