重庆时时彩怎么买容易赢: 染料敏化太阳电池光阳极的制备方法.pdf

(10)申请公布号 CN 102254693 A (43)申请公布日 2011.11.23 CN 102254693 A *CN102254693A* (21)申请号 201110096385.2 (22)申请日 2011.04.18 H01G 9/04(2006.01) H01G 9/20(2006.01) H01M 14/00(2006.01) H01L 51/48(2006.01) (71)申请人 陕西师范大学 地址 710062 陕西省西安市长安南路 199 号 (72)发明人 曾京辉 党威武 (74)专利代理机构 西安永生专利代理有限责任 公司 61201 代理人 申忠才 (54) 发明名称 染料敏化太阳电池光阳极的制备方法 (57) 摘要 一种染料敏化太阳电池光阳极的制备方法， 以聚苯乙烯微球为模板， 在导电玻璃表面制备具 有球壳结构的 TiO2织构缓冲层， 采用水热法在具 有织构缓冲层的导电玻璃上制备 TiO2纳米棒阵 列， 制备成具有织构缓冲层的 TiO2纳米棒阵列染 料敏化太阳电池光阳极。本发明方法具有操作简 单、 生产成本低等优点。 采用本发明所制备的光阳 极经染料敏化后组装成电池， 能有效地增大染料 负载量及入射光吸收效率， 电池的性能较好， 电池 的光电转化效率高， 最高可达到 2.02％。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 3 页 CN 102254699 A1/1 页 2 1. 一种染料敏化太阳电池光阳极的制备方法， 它由下述步骤组成 ： (1) 制备 TiO2织构缓冲层 将聚苯乙烯微球与乙醇按体积比为 1 ∶ 100 混合配制成悬浮液， 导电玻璃浸入悬浮液 中， 在导电玻璃表面上覆盖聚苯乙烯微球， 取出， 空气中自然晾干， 放入烘箱中 80℃加热 2 小时 ； 将钛酸丁酯与无水乙醇、 二乙醇胺、 去离子水按质量比为 1 ∶ 6.47 ∶ 0.22 ∶ 0.1 混 合配制成混合溶液， 将覆盖有聚苯乙烯微球的导电玻璃浸入混合溶液中， 静置 1 ～ 5 分钟， 取出， 空气中自然干燥24小时， 置于马弗炉中400～500℃煅烧1～4小时， 室温冷却， 在导 电玻璃上形成 TiO2织构缓冲层 ； 上述的聚苯乙烯微球的粒径为 0.2 ～ 1.0μm， 2.5％ w/v ； 导电玻璃为掺氟氧化锡导电 玻璃或掺锡氧化铟导电玻璃 ； (2) 制备染料敏化太阳电池光阳极 将盐酸、 去离子水、 氯化钠饱和水溶液混合均匀， 加入钛酸丁酯， 氯化钠饱和水溶液与 去离子水、 盐酸、 钛酸丁酯的体积比为 1 ∶ 1.2 ～ 4 ∶ 2 ～ 8 ∶ 0.1 ～ 0.4， 搅拌 5 ～ 10 分 钟， 得到前驱液 ； 将表面形成有TiO2织构缓冲层的导电玻璃放入聚四氟乙烯内衬中， 加入聚 四氟乙烯内衬体积 70％～ 85％的前驱液， 将聚四氟乙烯内衬放入反应釜内， 反应釜置于烘 箱中 120 ～ 180℃水热反应 12 ～ 18 小时， 自然冷却， 取出导电玻璃， 用去离子水冲洗， 室温 自然晾干， 在 TiO2织构缓冲层上形成 TiO2纳米棒阵列， 制备成染料敏化太阳电池光阳极。 2. 根据权利要求 1 所述的染料敏化太阳电池光阳极的制备方法， 其特征在于 ： 在制备 染料敏化太阳电池光阳极步骤 (2) 中， 氯化钠饱和水溶液与去离子水、 盐酸、 钛酸丁酯的体 积比为 1 ∶ 2 ∶ 3 ∶ 0.2。 3. 根据权利要求 1 所述的染料敏化太阳电池光阳极的制备方法， 其特征在于 ： 在制备 TiO2织构缓冲层步骤(1)中， 将覆盖有聚苯乙烯微球的导电玻璃浸入混合溶液中， 静置1～ 5分钟， 取出， 空气中自然干燥24小时， 置于马弗炉中450℃煅烧2小时 ； 在制备染料敏化太 阳电池光阳极步骤 (2) 中， 将聚四氟乙烯内衬放入反应釜内， 反应釜置于烘箱中 150℃水热 反应 15 小时。 权 利 要 求 书 CN 102254693 A CN 102254699 A1/6 页 3 染料敏化太阳电池光阳极的制备方法 技术领域 [0001] 本发明属于太阳电池技术领域， 具体涉及一种具有织构缓冲层的 TiO2纳米棒阵列 染料敏化太阳电池光阳极的制备方法。 背景技术 [0002] 染料敏化太阳电池是一种新型光电化学太阳电池， 由于它制作工艺简单、 成本低 和性能稳定， 并且对环境无污染， 因此具有良好的开发前景。TiO2是一种 n 型半导体， 禁带 宽度Eg为3.2eV， 因其无毒、 廉价、 资源丰富、 生物适应性、 高的比表面积、 合适的禁带宽度及 光电化学稳定性等， 成为电池光阳极材料中的首选。 [0003] 目前， 就染料敏化太阳电池光阳极来说， 主要涉及在掺氟氧化锡导电玻璃基底与 TiO2纳米晶薄膜之间介入一层纳米颗粒薄膜作为缓冲层， 从结果分析来看， 该缓冲层通过 抑制载流子复合， 对电池开路电压和光电转化效率有所提高。 然而， 该缓冲层主要是一层致 密的 ZnO 或者 TiO2纳米颗粒薄膜， 因此， 存在以下技术问题 ： [0004] (1) 当太阳光从正对掺氟氧化锡导电玻璃基底入射时， 依赖于一层致密 TiO2纳米 颗粒薄膜等的缓冲层会反射掉一部分光， 从而降低了光子捕获率， 不利于染料敏化太阳电 池光电转化效率的提高 ； (2) 该缓冲层不能有效增大半导体纳米晶薄膜与掺氟氧化锡导电 玻璃之间的粗糙度， 而表面粗糙度越大， 越有利于染料分子的吸附， 高的染料分子负载率是 提高染料敏化太阳电池性能的重要手段 ； (3) 缓冲层太厚， 不仅会反射掉一部分入射光， 而 且会导致电子空穴对复合率的上升， 不利于电池光电性能的提高。 发明内容 [0005] 本发明所要解决的技术问题在于克服上述染料敏化太阳电池光阳极存在的缺点， 提供一种操作简单、 生产成本低， 并且能够有效地增大染料负载量及入射光吸收效率， 提高 光电转化效率的具有织构缓冲层的 TiO2纳米棒阵列染料敏化太阳电池光阳极的制备方法。 [0006] 解决上述技术问题所采用的技术方案由下述步骤组成 ： [0007] 1、 制备 TiO2织构缓冲层 [0008] 将聚苯乙烯微球与乙醇按体积比为 1 ∶ 100 混合配制成悬浮液， 将导电玻璃浸入 悬浮液中， 导电玻璃表面上覆盖聚苯乙烯微球， 取出， 空气中自然晾干， 放入烘箱中 80℃加 热2小时 ； 将钛酸丁酯与无水乙醇、 二乙醇胺、 去离子水按质量比为1∶6.47∶0.22∶0.1 混合配制成混合溶液， 将覆盖有聚苯乙烯微球的导电玻璃浸入混合溶液中， 静置 1 ～ 5 分 钟， 取出， 空气中自然干燥 24 小时， 置于马弗炉中 400 ～ 500℃煅烧 1 ～ 4 小时， 室温冷却， 在导电玻璃上形成球壳型 TiO2织构缓冲层。 [0009] 上述的聚苯乙烯微球由天津市倍思乐色谱技术开发公司提供， 其粒径为 0.2 ～ 1.0μm， 2.5％ w/v ； 导电玻璃为掺氟氧化锡导电玻璃或掺锡氧化铟导电玻璃， 由大连七色 光太阳能科技开发有限公司提供。 [0010] 2、 制备染料敏化太阳电池光阳极 说 明 书 CN 102254693 A CN 102254699 A2/6 页 4 [0011] 将盐酸、 去离子水、 氯化钠饱和水溶液混合均匀， 加入钛酸丁酯， 氯化钠饱和水溶 液与去离子水、 盐酸、 钛酸丁酯的体积比为 1 ∶ 1.2 ～ 4 ∶ 2 ～ 8 ∶ 0.1 ～ 0.4， 搅拌 5 ～ 10 分钟， 得到前驱液 ； 将表面形成有TiO2织构缓冲层的导电玻璃放入聚四氟乙烯内衬中， 加入 聚四氟乙烯内衬体积 70％～ 85％的前驱液， 将聚四氟乙烯内衬放入反应釜内， 密闭反应釜 后置于烘箱中120～180℃水热反应12～18小时， 自然冷却， 取出导电玻璃， 用去离子水冲 洗导电玻璃， 室温自然晾干， 在TiO2织构缓冲层上形成TiO2纳米棒阵列， 制备成染料敏化太 阳电池光阳极。 [0012] 本发明的制备染料敏化太阳电池光阳极步骤 2 中， 氯化钠饱和水溶液与去离子 水、 盐酸、 钛酸丁酯的最佳体积比为 1 ∶ 2 ∶ 3 ∶ 0.2。 [0013] 本发明的制备 TiO2织构缓冲层步骤 1 中， 将覆盖有聚苯乙烯微球的导电玻璃浸入 混合溶液中， 静置 1 ～ 5 分钟， 取出， 空气中自然干燥 24 小时， 最佳在马弗炉中 450℃煅烧 2 小时 ； 在制备染料敏化太阳电池光阳极步骤 2 中， 将聚四氟乙烯内衬放入反应釜内， 密闭反 应釜后置于烘箱中， 最佳在 150℃水热反应 15 小时。 [0014] 本发明以聚苯乙烯微球为模板， 在导电玻璃表面制备成具有织构缓冲层的 TiO2纳 米棒阵列染料敏化太阳电池光阳极， 具有操作简单、 生产成本低、 能有效地增大染料负载量 及入射光吸收效率等优点。采用本发明所制备的光阳极经染料敏化后组装成电池， 电池的 性能较好， 电池的光电转化效率高， 最高可达到 2.02％。 附图说明 [0015] 图 1 是实施例 1 制备的染料敏化太阳电池光阳极的扫描电镜照片。 [0016] 图 2 是实施例 2 制备的染料敏化太阳电池光阳极的扫描电镜照片。 [0017] 图 3 是实施例 3 制备的染料敏化太阳电池光阳极的扫描电镜照片。 [0018] 图4是不同煅烧温度制备的染料敏化太阳电池光阳极组装成的电池的I-V特性曲 线图。 [0019] 图5是不同水热反应温度制备的染料敏化太阳电池光阳极组装成的电池的I-V特 性曲线图。 [0020] 图6是不同水热反应时间制备的染料敏化太阳电池光阳极组装成的电池的I-V特 性曲线图。 具体实施方式 [0021] 下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明， 但本发明不限于这些实施例。 [0022] 实施例 1 [0023] 1、 制备 TiO2织构缓冲层 [0024] 将 1mL 聚苯乙烯微球加入到 100mL 乙醇中， 配制成悬浮液， 将 1cm×1cm 的掺氟 氧化锡导电玻璃浸入悬浮液中， 使掺氟氧化锡导电玻璃表面上覆盖聚苯乙烯微球， 取出， 空气中自然晾干， 放入烘箱中 80℃加热 2 小时 ； 将 4g 钛酸丁酯、 25.88g 无水乙醇、 0.88g 二乙醇胺、 0.4g 去离子水混合， 钛酸丁酯与无水乙醇、 二乙醇胺、 去离子水的质量比为 1 ∶ 6.47 ∶ 0.22 ∶ 0.1， 配制成混合溶液， 将覆盖有聚苯乙烯微球的掺氟氧化锡导电玻璃 浸入混合溶液中， 静置1～5分钟， 取出， 空气中自然干燥24小时， 置于马弗炉中450℃煅烧 说 明 书 CN 102254693 A CN 102254699 A3/6 页 5 2 小时， 室温冷却， 在掺氟氧化锡导电玻璃上形成球壳型 TiO2织构缓冲层。 [0025] 上述的聚苯乙烯微球由天津市倍思乐色谱技术开发公司提供， 其粒径为 0.2 ～ 1.0μm， 2.5％ w/v。 [0026] 2、 制备染料敏化太阳电池光阳极 [0027] 将 15mL 盐酸、 10mL 去离子水、 5mL 氯化钠饱和水溶液混合均匀， 加入 1mL 钛酸丁 酯， 氯化钠饱和水溶液与去离子水、 盐酸、 钛酸丁酯的体积比为 1 ∶ 2 ∶ 3 ∶ 0.2， 搅拌 5 ～ 10 分钟， 得到前驱液 31mL ； 将表面形成有 TiO2织构缓冲层的掺氟氧化锡导电玻璃放入容积 为 40mL 的聚四氟乙烯内衬中， 加入前驱液， 将聚四氟乙烯内衬放入反应釜内， 密闭反应釜 后置于烘箱中 150℃水热反应 15 小时， 自然冷却， 取出掺氟氧化锡导电玻璃， 用去离子水冲 洗掺氟氧化锡导电玻璃， 冲洗干净后室温自然晾干， 在 TiO2织构缓冲层上形成 TiO2纳米棒 阵列， 制备成染料敏化太阳电池光阳极。 [0028] 所制备的染料敏化太阳电池光阳极采用 Quanta 200 型环境扫描电子显微镜进行 表征， 结果见图 1。由图 1 可见， TiO2纳米棒阵列定向生长在具有 TiO2织构缓冲层的掺氟氧 化锡导电玻璃上， TiO2纳米棒的直径为 300nm 左右、 长度大约是 2.8μm。 [0029] 实施例 2 [0030] 在实施例 1 的制备染料敏化太阳电池光阳极步骤 2 中， 将表面形成有 TiO2织构缓 冲层的掺氟氧化锡导电玻璃放入容积为 40mL 的聚四氟乙烯内衬中， 加入前驱液， 将聚四氟 乙烯内衬放入反应釜内， 密闭反应釜后置于烘箱中 120℃水热反应 15 小时， 该步骤的其他 步骤与实施例 1 相同。其他步骤与实施例 1 相同， 制备成染料敏化太阳电池光阳极。 [0031] 所制备的染料敏化太阳电池光阳极采用 Quanta 200 型环境扫描电子显微镜进行 表征， 结果见图 2。由图 2 可见， TiO2纳米棒阵列定向生长在具有 TiO2织构缓冲层的掺氟氧 化锡导电玻璃上， TiO2纳米棒的直径为 400nm 左右、 长度大约是 2.5μm。 [0032] 实施例 3 [0033] 在实施例 1 的制备染料敏化太阳电池光阳极步骤 2 中， 将表面形成有 TiO2织构缓 冲层的掺氟氧化锡导电玻璃放入容积为 40mL 的聚四氟乙烯内衬中， 加入前驱液， 将聚四氟 乙烯内衬放入反应釜内， 密闭反应釜后置于烘箱中 180℃水热反应 15 小时， 该步骤的其他 步骤与实施例 1 相同。其他步骤与实施例 1 相同， 制备成染料敏化太阳电池光阳极。 [0034] 所制备的染料敏化太阳电池光阳极采用 Quanta 200 型环境扫描电子显微镜进行 表征， 结果见图 3。由图 3 可见， TiO2纳米棒阵列定向生长在具有 TiO2织构缓冲层的掺氟氧 化锡导电玻璃上， TiO2纳米棒的直径为 180nm 左右、 长度大约是 3.0μm。 [0035] 实施例 4 [0036] 在实施例 1 的制备染料敏化太阳电池光阳极步骤 2 中， 将表面形成有 TiO2织构缓 冲层的掺氟氧化锡导电玻璃放入容积为 40mL 的聚四氟乙烯内衬中， 加入前驱液， 将聚四氟 乙烯内衬放入反应釜内， 密闭反应釜后置于烘箱中 120℃水热反应 18 小时， 该步骤的其他 步骤与实施例 1 相同。其他步骤与实施例 1 相同， 制备成染料敏化太阳电池光阳极。 [0037] 实施例 5 [0038] 在实施例 1 的制备染料敏化太阳电池光阳极步骤 2 中， 将表面形成有 TiO2织构缓 冲层的掺氟氧化锡导电玻璃放入容积为 40mL 聚四氟乙烯内衬中， 加入前驱液， 将聚四氟乙 烯内衬放入反应釜内， 密闭反应釜后置于烘箱中 180℃水热反应 12 小时， 该步骤的其他步 说 明 书 CN 102254693 A CN 102254699 A4/6 页 6 骤与实施例 1 相同。其他步骤与实施例 1 相同， 制备成染料敏化太阳电池光阳极。 [0039] 实施例 6 [0040] 在实施例 1 ～ 5 的制备染料敏化太阳电池光阳极步骤 2 中， 将 15mL 盐酸、 9mL 去 离子水、 7.5mL 氯化钠饱和水溶液混合均匀， 加入 0.75mL 钛酸丁酯， 氯化钠饱和水溶液与 去离子水、 盐酸、 钛酸丁酯的体积比为 1 ∶ 1.2 ∶ 2 ∶ 0.1， 搅拌 5 ～ 10 分钟， 得到前驱液 32.25mL， 该步骤的其他步骤与相应实施例相同。其他步骤与相应实施例相同， 制备成染料 敏化太阳电池光阳极。 [0041] 实施例 7 [0042] 在实施例 1 ～ 5 的制备染料敏化太阳电池光阳极步骤 2 中， 将 20mL 盐酸、 10mL 去 离子水、 2.5mL 氯化钠饱和水溶液混合均匀， 加入 1mL 钛酸丁酯， 氯化钠饱和水溶液与去离 子水、 盐酸、 钛酸丁酯的体积比为 1 ∶ 4 ∶ 8 ∶ 0.4， 搅拌 5 ～ 10 分钟， 得到前驱液 33.5mL， 该步骤的其他步骤与相应实施例相同。其他步骤与相应实施例相同， 制备成染料敏化太阳 电池光阳极。 [0043] 实施例 8 [0044] 在实施例 1 ～ 7 的制备 TiO2织构缓冲层步骤中， 所用 1cm×1cm 的掺氟氧化锡导 电玻璃用 1cm×1cm 的掺锡氧化铟导电玻璃替换， 该步骤的其他步骤与相应实施例相同。其 他步骤与相应实施例相同， 制备成染料敏化太阳电池光阳极。 [0045] 实施例 9 [0046] 在实施例 1 ～ 8 的制备 TiO2织构缓冲层步骤 1 中， 将覆盖有聚苯乙烯微球的掺氟 氧化锡导电玻璃浸入混合溶液中， 静置 1 ～ 5 分钟， 取出， 空气中自然干燥 24 小时， 置于马 弗炉中400℃煅烧4小时， 该步骤的其他步骤与相应实施例相同。 其他步骤与相应实施例相 同， 制备成染料敏化太阳电池光阳极。 [0047] 实施例 10 [0048] 在实施例 1 ～ 8 的制备 TiO2织构缓冲层步骤 1 中， 将覆盖有聚苯乙烯微球的掺氟 氧化锡导电玻璃浸入混合溶液中， 静置 1 ～ 5 分钟， 取出， 空气中自然干燥 24 小时， 置于马 弗炉中500℃煅烧1小时， 该步骤的其他步骤与相应实施例相同。 其他步骤与相应实施例相 同， 制备成染料敏化太阳电池光阳极。 [0049] 为了确定本发明的最佳工艺条件， 发明人进行了大量的实验室研究实验， 具体试 验情况如下 ： [0050] 实验材料 ： 聚苯乙烯微球， 其粒径为 0.2 ～ 1.0μm， 2.5％ w/v， 由天津市倍思乐色 谱技术开发公司提供 ； N719 染料， 由大连七色光太阳能科技开发有限公司提供。 [0051] 实验仪器 ： PROVA 200 型太阳电池分析仪， 由泰仕电子股份有限公司提供。 [0052] 1、 确定制备 TiO2织构缓冲层的煅烧温度 [0053] 将覆盖有聚苯乙烯微球的掺氟氧化锡导电玻璃浸入混合溶液中， 静置1～5分钟， 取出， 空气中自然干燥 24 小时， 置于马弗炉中， 分别考查 400、 450、 500℃煅烧 2 小时制备的 染料敏化太阳电池光阳极对组装成的电池性能的影响。本试验中， 将表面形成有 TiO2织构 缓冲层的掺氟氧化锡导电玻璃放入容积为 40mL 的聚四氟乙烯内衬中， 加入前驱液， 将聚四 氟乙烯内衬放入反应釜内， 密闭反应釜后置于烘箱中 150℃水热反应 12 小时， 自然冷却， 取 出掺氟氧化锡导电玻璃， 用去离子水冲洗掺氟氧化锡导电玻璃， 冲洗干净后室温自然晾干， 说 明 书 CN 102254693 A CN 102254699 A5/6 页 7 在 TiO2织构缓冲层上形成 TiO2纳米棒阵列。其他步骤与实施例 1 相同。 [0054] 电池的组装方法为 ： 将制备的染料敏化太阳电池光阳极在 20mL 5×10-4mol/L 的 N719 染料乙醇溶液中避光静置 24 小时， 取出， 用乙醇洗去吸附在光阳极表面的染料， 在暗 处自然晾干， 得到敏化的光阳极。以 Pt 电极作为对电极， 覆盖在敏化的光阳极上， 以热封胶 作为间隔层， 滴入电解质溶液， 得到染料敏化太阳电池。上述的电解质溶液是以乙腈为溶 剂， 电解质溶液中 LiI 的浓度为 0.5mol/L、 I2的浓度为 0.05mol/L、 4- 叔丁基吡啶的浓度为 0.3mol/L。 [0055] 采用 PROVA 200 太阳电池分析仪在模拟标准太阳光下 (AM1.5100mW·cm-2)， 测定 上述组装成的染料敏化太阳电池的 I-V 曲线， 测试结果见图 4， 并根据下述公式计算其光电 转化效率 ： [0056] FF ＝ Pmax/(Isc×Voc) ＝ (Imax×Vmax)/(Isc×Voc) [0057] η ＝ Pmax/Pin＝ (FF×Isc×Voc)/Pin [0058] 式中 Voc为开路电压， Isc为短路电流， Pmax为最大输出功率， Vmax为最佳工作电压， Imax为最佳工作电流， FF 为填充因子， Pin为入射到太阳能电池表面的能量， η 为光电转化 效率， 计算结果见表 1。 [0059] 表 1 不同煅烧温度制备的染料敏化太阳电池光阳极组装电池的性能参数 [0060] [0061] 由表 1 中的数据可见， 400 ～ 500℃煅烧 2 小时制备的染料敏化太阳电池光阳极组 装成电池后， 获得的电池性能良好， 其中 450℃煅烧 2 小时制备成的染料敏化太阳电池光阳 极组装成的电池光电性能较 400℃、 500℃的好， 其短路电流从 1.35mA/cm2提高至 2.70mA/ cm2， 开路电压从 0.62V 提高至 0.70V， 填充因子变化幅度不大， 光电转化效率从 0.32％提高 至 0.83％。因此， 本发明选择 400 ～ 500℃煅烧 2 小时， 最佳为 450℃煅烧 2 小时。 [0062] 2、 确定水热反应温度 [0063] 将表面形成有 TiO2织构缓冲层的掺氟氧化锡导电玻璃放入容积为 40mL 的聚四氟 乙烯内衬中， 加入前驱液， 将聚四氟乙烯内衬放入反应釜内， 密闭反应釜后置于烘箱中， 分 别考查 120、 150、 180℃水热反应 15 小时制备的染料敏化太阳电池光阳极对组装成的电池 性能的影响。本试验中， 掺氟氧化锡导电玻璃表面形成 TiO2织构缓冲层的方法和前驱液的 配制方法与实施例 1 相同。电池的组装方法与试验 1 相同， 根据试验 1 的方法测试染料敏 化太阳电池的I-V特性曲线， 测试结果见图5， 并按照试验1的方法计算光电转化效率， 计算 结果见表 2。 [0064] 表 2 不同反应温度制备的染料敏化太阳电池光阳极组装电池的性能参数 [0065] 说 明 书 CN 102254693 A CN 102254699 A6/6 页 8 [0066] 由表 2 中的数据可见， 水热反应温度为 120 ～ 180℃时， 制备成的染料敏化太阳电 池光阳极组装成电池后， 获得的电池性能较好， 特别是反应温度为 150℃制备的染料敏化太 阳电池光阳极组装成的电池光电性能较 120℃、 180℃的好， 并且提高幅度较大， 其短路电流 从 1.60mA/cm2提高至 5.45mA/cm2， 开路电压从 0.67V 提高至 0.86V， 填充因子稍有减小， 但 光电转化效率从0.69％提高至2.02％。 因此， 本发明选择在120～180℃进行水热反应， 最 佳为 150℃。 [0067] 3、 确定水热反应时间 [0068] 将表面形成有 TiO2织构缓冲层的掺氟氧化锡导电玻璃放入容积为 40mL 聚四氟乙 烯内衬中， 加入前驱液， 将聚四氟乙烯内衬放入反应釜内， 密闭反应釜后置于烘箱中， 分别 考查 150℃水热反应 12、 15、 18 小时制备的染料敏化太阳电池光阳极对组装成的电池性能 的影响。本试验中， 掺氟氧化锡导电玻璃表面形成 TiO2织构缓冲层的方法和前驱液的配制 方法与实施例 1 相同。电池的组装方法与试验 1 相同， 根据试验 1 的方法测试染料敏化太 阳电池的I-V特性曲线， 测试结果见图6， 并按照试验1的方法计算光电转化效率， 计算结果 见表 3。 [0069] 表 3 不同反应时间制备的染料敏化太阳电池光阳极组装电池的性能参数 [0070] [0071] 由表 3 中的数据可见， 水热反应时间为 12 ～ 18 小时制备成的染料敏化太阳电池 光阳极组装成电池后， 获得的电池性能较好， 特别是反应 15 小时制备成的染料敏化太阳电 池光阳极组装成的电池光电性能较 12 小时、 18 小时的好， 并且提高幅度较大， 其短路电流 从 2.70mA/cm2提高至 5.45mA/cm2， 开路电压从 0.70V 提高至 0.86V， 填充因子变化幅度不 大， 光电转化效率从 0.83％提高至 2.02％。因此， 本发明选择水热反应 12 ～ 18 小时， 最佳 反应 15 小时。 说 明 书 CN 102254693 A CN 102254699 A1/3 页 9 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102254693 A CN 102254699 A2/3 页 10 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102254693 A CN 102254699 A3/3 页 11 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 102254693 A