的染料敏化太陽能電池光陽極的制備方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于雜多酸SiW11Ni修飾T12的染料敏化太陽能電池光陽極的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)染料敏化太陽能電池對可見光區(qū)的能量利用少，使得電池的吸收光譜與太陽光譜不匹配，限制了電池效率的提升。
[0003]雜多酸能夠吸收可見光，因此將雜多酸材料用于染料敏化太陽能電池中能夠增強電池的光響應范圍，提高電池對太陽光的利用率，從而提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。但是，由于雜多酸粉體的導電性較差，將其用于染料敏化太陽能電池當中會充當光生載流子的復合中心，嚴重的界面復合反應會阻礙電子的傳輸，減小光電流，使得電池的光電轉(zhuǎn)換效率下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是為了解決T12基染料敏化太陽能電池在可見光區(qū)吸收強度弱，T12本身存在大量的缺陷態(tài)引發(fā)嚴重的界面光生載流子的復合，以及帶隙較寬所造成的光生電子由染料注入T12導帶效率低，限制了電池光電轉(zhuǎn)換效率提高的問題，而提供了一種基于雜多酸SiW11Ni修飾1102的染料敏化太陽能電池光陽極的制備方法。
[0005]—種基于雜多酸SiW11Ni修飾T12的染料敏化太陽能電池光陽極的制備方法具體是按以下步驟進行的:
[0006]—、將31111附/1102粉體與P25 二氧化鈦混合均勻，放入馬弗爐中在溫度為100°C?500°C的條件下煅燒0.5h?5h，自然冷卻至室溫，得到SiWnNi/Ti02_P25粉體；所述SiWnNi/Ti02粉體與P25 二氧化鈦的質(zhì)量比為1: (I?20);所述SiW體是以Siff11Ni和鈦酸四丁酯為原料通過溶膠凝膠法制備得到的；
[0007]二、將SiWnNi/Ti02_P25粉體、乙基纖維素、松油醇和乙醇混合，攪拌均勻得到漿料，以250目絲網(wǎng)作為基體材料，在基體材料上印刷4?10次漿料，得到多層SiW11Ni/Ti02-P25薄膜，然后對多層SiWnNi/Ti02-P25薄膜以1°C /min的升溫速率從室溫升溫至450°C?600°C進行加熱，在溫度為450°C?600°C的條件下保溫0.1h?lh，得到基于雜多酸SiW11Ni修飾1102的染料敏化太陽能電池光陽極；所述SiW nNi/Ti02-P25粉體與乙基纖維素的質(zhì)量比為1: (0.1?0.5);所述SiWnNi/Ti02-P25粉體與松油醇的質(zhì)量比為1: (2?7);所述SiffnNi/Ti02-P25粉體與乙醇的質(zhì)量比為1: (2?5)。
[0008]—種基于雜多酸SiW11Ni修飾T12的染料敏化太陽能電池光陽極的應用是將基于雜多酸SiW11Ni修飾1102的染料敏化太陽能電池光陽極作為陽極用于制備染料敏化太陽能電池。
[0009]本發(fā)明的有益效果:
[0010]采用本發(fā)明的基于雜多酸SiW11Ni修飾1102的染料敏化太陽能電池光陽極制備的染料敏化太陽能電池，與傳統(tǒng)的染料敏化光陽極組成的染料敏化太陽能電池相比，這種光陽極組成的染料敏化太陽能電池具有以下優(yōu)勢:
[0011]Siff11Ni修飾T12光陽極材料，增強了 T1 2在可見光區(qū)的響應范圍，提高對太陽光的利用率；SiWnNi修飾T12可以使T1 2的禁帶寬度減小，平帶電位正移，F(xiàn)ermi能級下降，增大電子注入的驅(qū)動力，有利于短路電流的增加；SiWnNi修飾T12光陽極薄膜內(nèi)，電子傳輸能力得到增強，光生載流子的復合被有效抑制，有利于提高電池中電荷收集效率。這種Siff11Ni修飾1102粉體的光陽極電池能夠抑制光生載流子的復合反應，延長電池中載流子壽命，減小暗電流，有利于提高電池效率。基于以上特性，Siff11Ni修飾1102光陽極電池的光電轉(zhuǎn)換效率為8.15%，短路電流為17.51mA/cm2,和空白電池相比，光電流提高了 31.9 %，電池效率提升了 26.9%。
【附圖說明】
[0012]圖1為實施例一步驟一中所述SiWnNi/Ti02粉體的掃描電鏡照片；
[0013]圖2為實施例二所述的二氧化鈦納米粉末和實施例一步驟一中所述SiWnNi/Ti02粉體的紫外可見吸收譜圖，其中I為實施例二所述的二氧化鈦納米粉末，2為實施例一步驟一中所述SIW1 PiZt12粉體；
[0014]圖3為實施例二所述的二氧化鈦納米粉末和實施例一步驟一中所述SiWnNi/Ti02粉體的的平帶電壓曲線，其中I為實施例二所述的二氧化鈦納米粉末，2為實施例一步驟一中所述SIW1 Pizt12粉體；
[0015]圖4為暗態(tài)條件下以實施例二得到的1102染料敏化太陽能電池光陽極制備的光陽極電池和以實施例一得到的基于雜多酸SiW11Ni修飾T12的染料敏化太陽能電池光陽極制備的染料敏化太陽能電池在光照條件下的交流阻抗譜圖，其中I為以實施例二得到的T12染料敏化太陽能電池光陽極制備的光陽極電池，2為以實施例一得到的基于雜多酸Siff11Ni修飾1102的染料敏化太陽能電池光陽極制備的染料敏化太陽能電池；
[0016]圖5為以實施例二得到的T12染料敏化太陽能電池光陽極制備的光陽極電池和以實施例一得到的基于雜多酸SiW11Ni修飾T12的染料敏化太陽能電池光陽極制備的染料敏化太陽能電池在模擬1.5G太陽光下的短路電流與開路電壓曲線，其中I為以實施例二得到的T12染料敏化太陽能電池光陽極制備的光陽極電池，2為以實施例一得到的基于雜多酸SiW11Ni修飾1102的染料敏化太陽能電池光陽極制備的染料敏化太陽能電池；
[0017]圖6為以實施例二得到的T12染料敏化太陽能電池光陽極制備的光陽極電池和以實施例一得到的基于雜多酸SiW11Ni修飾T12的染料敏化太陽能電池光陽極制備的染料敏化太陽能電池的開路電壓衰減曲線，其中I為以實施例二得到的T12染料敏化太陽能電池光陽極制備的光陽極電池，2為以實施例一得到的基于雜多酸SiW11Ni修飾1102的染料敏化太陽能電池光陽極制備的染料敏化太陽能電池；
[0018]圖7為以實施例二得到的T12染料敏化太陽能電池光陽極制備的光陽極電池和以實施例一得到的基于雜多酸SiW11Ni修飾T12的染料敏化太陽能電池光陽極制備的染料敏化太陽能電池在模擬1.5G太陽光下的光電轉(zhuǎn)化效率，其中I為以實施例二得到的1102染料敏化太陽能電池光陽極制備的光陽極電池，2為以實施例一得到的基于雜多酸SiW11Ni修飾打02的染料敏化太陽能電池光陽極制備的染料敏化太陽能電池。
【具體實施方式】
[0019]【具體實施方式】一:本實施方式的一種基于雜多酸SiW11Ni修飾T12的染料敏化太陽能電池光陽極的制備方法具體是按以下步驟進行的:
[0020]—、將SiWnNi/T1$v體與P25 二氧化鈦混合均勻，放入馬弗爐中在溫度為100°C?500°C的條件下煅燒0.5h?5h，自然冷卻至室溫，得到SiWnNi/Ti02_P25粉體；所述SiWnNi/Ti02粉體與P25 二氧化鈦的質(zhì)量比為1: (I?20);所述SiW體是以Siff11Ni和鈦酸四丁酯為原料通過溶膠凝膠法制備得到的；
[0021]二、將SiWnNi/Ti02_P25粉體、乙基纖維素、松油醇和乙醇混合，攪拌均勻得到漿料，以250目絲網(wǎng)作為基體材料，在基體材料上印刷4?10次漿料，得到多層SiW11Ni/Ti02-P25薄膜，然后對多層SiWnNi/Ti02-P25薄膜以1°C /min的升溫速率從室溫升溫至450°C?600°C進行加熱，在溫度為450°C?600°C的條件下保溫0.1h?lh，得到基于雜多酸SiW11Ni修飾1102的染料敏化太陽能電池光陽極；所述SiW nNi/Ti02-P25粉體與乙基纖維素的質(zhì)量比為1: (0.1?0.5);所述SiWnNi/Ti02-P25粉體與松油醇的質(zhì)量比為1: (2?7);所述SiffnNi/Ti02-P25粉體與乙醇的質(zhì)量比為1: (2?5)。
[0022]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是