用四氨基酞菁锰敏化的TiO₂纳米晶薄膜的染料敏化太阳能电池的制备方法

摘要

本发明涉及一种用四氨基酞菁锰敏化的TiO2纳米晶薄膜的太阳能电池的制备方法，属染料敏化太阳能电池技术领域。本发明合成了一种新型染料四氨基酞菁锰，其合成步骤是由苯酐法制备四硝基酞菁锰，然后通过Na2S·9H2O还原得到四氨基酞菁锰。本发明中太阳能电池的制备过程如下：将制备好的TiO2薄膜电极浸渍于上述的四氨基酞菁锰的二甲基甲酰胺溶液中一定时间后取出，并用乙醇洗涤、干燥后，即得吸附有染料的TiO2薄膜光电极；然后用镀有金属Pt的渗氟SnO2导电玻璃作为对电极，用热封高分子膜进行封装并注入电解质I2/KI/乙腈溶液，形成夹心结构，最终即制得染料敏化TiO2薄膜电极的太阳能电池。

主权项

一种用四氨基酞菁锰敏化的TiO2纳米晶薄膜的染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于具有以下的制备过程和步骤：a.染料四氨基酞菁锰的制备(1)、四硝基酞菁锰的制备采用苯酐尿素法制备四硝基酞菁锰，步骤如下：四水合乙酸锰、四硝基邻苯二甲酸和尿素按摩尔比为1∶4∶40备料，与适量的催化剂四水合钼酸铵混合，并用研钵研磨均匀后，加入到500ml的三口烧瓶中，再加入适量的硝基苯溶剂，将三口烧瓶放入油浴中加热到180～200℃，同时用电动搅拌机搅拌，反应5小时后冷却过滤，用甲醇清洗滤渣至无硝基苯气味；将得到的固体粉末用1mol/L盐酸溶液煮沸，趁热过滤后再用1mol/L氢氧化钠溶液煮沸、过滤，用去离子水清洗至中性，烘干产物即为四硝基酞菁锰；(2)、四氨基酞菁锰的合成：将上述四硝基酞菁锰和九水合硫化钠按摩尔比为1∶10的量加入100ml烧瓶中，加入适量的二甲基甲酰胺溶剂后搅拌均匀，在通氩气的条件下在油浴中加热到60℃，用磁性搅拌子搅拌，冷凝回流，反应5小时后，冷却，然后向反应产物中加入大量蒸馏水，反复清洗，过滤，烘干，得到的固体产物即为四氨基酞菁锰；备用；b.TiO2纳米晶半导体薄膜的准备：采用传统的方法，即丝网印刷法制取TiO2纳米晶半导体薄膜电极；备用；TiO2纳米晶半导体薄膜的厚度为25μm；c.将上述TiO2纳米晶半导体薄膜放在染料四氨基酞菁锰的二甲基甲酰胺(DMF)溶液中敏化；将敏化的TiO2薄膜作为电极；另以一块镀有金属Pt的掺氟SnO2导电玻璃(FTO)作为对电极；然后用热封高分子膜进行封装，并注入电解质I2/KI/乙腈溶液；形成夹心结构；所述的染料敏化的TiO2纳米晶半导体薄膜为光阳极；如此即制得四氨基酞菁锰敏化的TiO2纳米晶半导体薄膜染料敏化太阳能电池。