[发明专利]一种染料敏化太阳能电池

权利要求书

1.一种染料敏化太阳能电池，包括光阳极（1）、染料敏化剂（2）、氧化还原电解质（3）和对电极（4），其特征是：所述光阳极采用SnO₂纳米薄膜；所述SnO₂纳米薄膜为掺杂皂石的SnO₂纳米薄膜或经TiCl₄后处理的SnO₂纳米薄膜或经TiCl₄后处理的掺杂皂石SnO₂纳米薄膜。

2.根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池，其特征是：所述掺杂皂石的SnO₂纳米薄膜是按如下步骤进行制备：

a、制备SnO₂粉末：

a1、将90ml的去离子水和10ml的无水乙醇混合，在其中加入1.2g硫酸锡和4.5g的二水合柠檬酸钠得混合溶液X；

a2、将所述混合溶液X放入反应釜中并加热至150-170℃的反应温度，常压下维持所述反应温度10-14h，待反应结束后将所述反应釜内温度自然冷却到室温，得到以粉末状物为下层、以上清液为上层的分层物，将所述上清液吸出；

a3、依次用去离子水和无水乙醇离心清洗所述粉末状物，然后将清洗后粉末状物放入干燥箱中在60-70℃的温度条件下干燥1-2h得干燥粉末；

a4、将所述干燥粉末在马弗炉中以常压、500℃的条件煅烧2-3h，得SnO₂粉末；

b、制备掺杂皂石的SnO₂浆料：

b1、取0.2g步骤a所制备的SnO₂粉末和0.01g-0.02g的皂石放到研钵中，依次向所述研钵中加入5μl去离子水和50ml无水乙醇得混合溶液Y，在加入去离子水和无水乙醇的过程中不断研磨，然后通过磁力搅拌和超声分散使混合溶液Y中SnO₂粉末和皂石充分分散；

b2、在完成步骤b1的混合溶液Y中加入0.68g松油醇和1g乙基纤维素并通过磁力搅拌和超声分散使松油醇和乙基纤维素在混合溶液Y中充分分散后，在50-70℃条件下、以100-200转/分钟的转速旋转蒸馏1-2小时得掺杂皂石的SnO₂浆料；

c、制备掺杂皂石的SnO₂纳米薄膜：

c1、将FTO导电玻璃浸入浓度为25-150mmol/L、温度为70℃的TiCl₄水溶液中热处理30分钟，取出后用去离子水冲洗FTO导电玻璃的表面，然后吹干待用；

c2、以200-400目的网板为模板，采用丝网印刷工艺将所述掺杂皂石的SnO₂浆料印刷在完成步骤c1的FTO导电玻璃的上表面，然后在125℃的条件下干燥处理6分钟形成掺杂皂石的SnO₂纳米薄膜；

c3、重复步骤c2直至所述掺杂皂石的SnO₂纳米薄膜的厚度为5-15μm；

c4、将完成步骤c3的掺杂皂石的SnO₂纳米薄膜在500℃的条件下烧结至少30分钟，自然冷却至室温后完成。

3.根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池，其特征是：所述经TiCl₄后处理的SnO₂纳米薄膜是按如下步骤进行制备：

将SnO₂纳米薄膜浸入浓度为75-150mmol/L、温度为70℃的TiCl₄水溶液中热处理30分钟，取出后用去离子水冲洗SnO₂纳米薄膜表面，吹干后置于500℃的条件烧结30-180分钟，得到经TiCl₄后处理的SnO₂纳米薄膜。

4.根据权利要求2所述的染料敏化太阳能电池，其特征是：经TiCl₄后处理的掺杂皂石SnO₂纳米薄膜是按如下步骤进行制备：

将掺杂皂石的SnO₂纳米薄膜浸入浓度为75-150mmol/L、温度为70℃的TiCl₄水溶液中热处理30分钟，取出后用去离子水清洗掺杂皂石的SnO₂纳米薄膜表面，吹干后置于500℃的条件烧结30-180分钟，得到经TiCl₄后处理的掺杂皂石SnO₂纳米薄膜。

5.根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池，其特征是：所述对电极是在FTO导电玻璃的上表面印刷有铂；所述染料敏化剂为N719钌染料；所述氧化还原电解质的组分为组分为0.6mol/L1-丁基-3-甲基咪唑碘盐、0.03mol/L碘、0.5mol/L叔丁基吡啶、0.1mol/L硫氰酸胍、0.05mol/L碘化锂的乙腈溶液。