一種納米晶TiO₂太陽能電池原型器件的制作方法

專利名稱：：一種納米晶TiO₂太陽能電池原型器件的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種納米晶Ti02太陽能電池原型器件的制作方法，屬于半導體和太陽能光電領域。
背景技術：
：近年來頻發的電、煤、油等常規能源危機使能源問題日益凸顯為制約國家經濟發展和居民日常生活的瓶頸。開發新型能源，擺脫能源短缺困擾，為經濟發展尋求"新動力"，是當前我國能源發展的重要課題。在各種新能源中，太陽能是來源取之不盡、用之不竭的可再生能源，也是不會造成任何環境污染、不破壞生態環境的清潔能源，因而備受矚目。太陽能光伏發電是最重要的一種太陽能利用形式，其可持續發展在根本上取決于電池成本的降低。目前，單晶硅太陽電池雖因其高光電轉換效率而成為光伏發電的主流，但由于使用高純硅材料和復雜的半導體制造工藝，成本一直居高不下，難于在短期內與現有的常規能源進行競爭。因此，開發低造價、高性能的新型太陽電池，是打破這一僵局的重要途徑。染料敏化太陽電池(DSC)是一類新型的有機-無機復合薄膜電池，集成了當前最先進的納米技術、表面、界面和半導體技術，是新型太陽電池領域的研究熱點。DSSC相對于傳統硅太陽電池的最大優勢，是其低生產成本(僅為硅太陽電池的1/51/10)和高光電轉換效率(實驗室小面積電池最高效率11%)，因此未來發展潛力巨大。在DSC研究中，廉價光敏化劑材料的探索以及納米多孔光陽極膜的可控制備是兩個重要的研究方向。就光敏化劑而言，目前效率最好的染料為聯吡啶釕系列染料(如瑞士solaronix公司生產的N3紅色染料和N719黑色染料)，但由于使用稀有金屬釕及合成復雜，其價格異常昂貴(2-5萬元/克)，這在很大程度上限制了染料敏化電池的研究開發和應用。因此，采用廉價染料替代聯吡啶釕系列染料，制作具有較高性能的廉價太陽能電池，將是今后一個時期內DSC領域發展的主要方向。就納米多孔光陽極而言，其可控制備問題一直是DSC領域懸而未決的技術難點。DSC光陽極的孔結構非常復雜，其厚度通常在lO^im以上，構成薄膜的納米粒子尺寸一般為15-30nm，膜層粗糙因子大于1000。要實現對如此復雜膜層的微觀孔結構進行精確控制非常困難。目前的光陽極膜制備方法中，人們采用最多的是"粉末刮涂"和"絲網印刷"技術，而前者由于所需設備工藝簡單、可重復性好等特點，而得到研究者較多的關注。Gmtzel等報道的"粉末刮涂"技術是實驗室制作光陽極的最常用方法。由于采用商業化Ti02納米粉體作為原材料，該方法工藝比其他方法更為簡單，膜層中Ti02晶粒的尺度控制性好，且易于制備較厚膜層(如10微米以上)。然而，該法采用物理機械方式對納米顆粒進行分散，因此具有漿料攪拌時間長(約3小時)、水分易揮發、難于長期保存等缺點，在很大程度上限制了其應用。本發明擬采用"化學分散方式"對Ti02納米顆粒進行分散，透過調整漿料濃度和成孔劑的種類和摻量實現對陽極膜微觀結構的更有效控制；使用由醫用紅藥水提純得到汞溴紅作為光敏化劑。從而制作出太陽能電池原型器件。
發明內容本發明的目的是提供一種納米晶Ti02太陽能電池原型器件的制作方法，使用商業化Ti02納米粉體，使用化學分散和粉末刮涂工藝制作納米多孔光陽極；使用廉價的汞溴紅染料作為光敏化劑，從而制作出太陽能電池原型器件。本發明所制作的太陽能電池是由如下四部分構成一、光陽極(包括陽極FTO透明導電玻璃、陽極銀電極、致密Ti02薄膜、納米多孔Ti02厚膜、吸附于Ti02上的光敏化染料)、二、電解液、三、對電極(陰極FTO透明導電玻璃、陰極刷銀電極、鉑催化層、小？L、四、電極封裝材料(包括密封條、密封塊)。欲制作所述的納米晶Ti02太陽能電池原型器件，本發明的技術解決方案是1.原材料準備a.透明導電電極的選擇和處理選擇氟摻雜氧化錫透明導電玻璃為電池的電極。其處理過程如下首先以金剛石刀具對其進行切割，尺寸為2X3cm、2X5cm或其他尺寸；陽極電極和對電極所用的導電玻璃尺寸相同。以熱的稀硫酸(約60。C)對其進行表面處理，然后在丙酮、乙醇和去離子水溶液中進行超聲漂洗，經處理的電極置于真空干燥器中備用。b.TK)2溶膠以鈦酸丁酯為前驅物，無水乙醇為溶劑，鹽酸為催化劑，乙酰丙酮為絡合劑，制備Ti02溶膠。溶膠中鈦酸四丁酯與其它溶劑的體積比范圍為0.1-0.5。具體方法可參考專利CN200510039171.6。C.氯鉬酸稱取一定量的氯鉑酸溶解于異丙醇中，得澄清透明的桔黃色溶液。氯鉑酸溶液的濃度為0.001-0.1mol/l。d.電解液本發明中選用的電解液為12/13一體系，即為碘(12)單質和碘元素的一價離子化合物的有機混合溶液，同時加入其它有機添加劑以強化電解液的空穴傳輸能力。碘元素的一價離子化合物可以為碘化鈉、碘化鉀、碘化鋰等，有機溶劑可選擇乙腈-碳酸丙烯酯(或乙腈-碳酸乙烯酯)混合溶液、甲氧基乙腈等，添加劑一般為4-叔丁基吡啶或7V-甲基苯并咪唑。碘(12)單質的濃度范圍為0.001-0.1mo1/1，碘元素的一價離子化合物的濃度范圍為0.1-lmo1/1，溶液中13一離子的濃度一般為12濃度的1-10倍。當選擇乙腈-碳酸丙烯酯(或乙腈-碳酸乙烯酯)復合溶劑時，復合溶劑中二者的比例范圍為1:10-10:1(體積比)。e.汞溴紅染料溶液本發明方法在于首先去除醫用紅藥水(即汞溴紅水溶液)中的水分，然后將所得汞溴紅沉淀物溶解于無水乙醇，從而得到可用于敏化Ti02膜層的汞溴紅染料溶液。汞溴紅乙醇溶液的濃度為0.0001-0.001mol/l。2.制備納米多孔光陽極膜。a.致密Ti02薄膜采用旋涂技術利用高速勻膠臺在陽極透明導電玻璃上制作致密Ti02薄膜，然后置于高溫下進行熱處理，得到透明的Ti02薄膜。勻膠臺高速轉速范圍為1000-6000轉/分鐘，勻膠時間為10-60秒，熱處理溫度為450-550。C。b.陽極銀電極制作利用絲網印刷機將商品化銀漿印刷在己制作了薄膜的陽極透明導電玻璃上，銀電極形狀如附圖3(b)所示，寬度為l-3mm。然后在高溫下進行熱處理，溫度為450-550QC。c.納米多孔TK)2厚膜首先采用化學分散方法對商業化Ti02納米粉體進行分散，然后將配制的漿料以"粉末刮涂"法涂布在致密Ti02薄膜之上，至所需的厚度；最后在高溫下對膜層進行熱處理(溫度為450-550。C)。具體方法為取適量P-25型Ti02粉體，與去離子水和濃HN03混合，在水浴條件下攪拌；再以旋轉蒸發儀除去水分，得到表面吸附HN03的Ti02納米粉體。取上述粉體若干，加水、聚乙二醇、表面活性劑適量，在瑪瑙研缽中研磨，得到分散均勻的Ti02漿料(濃度范圍為0.1-lgTi(Vml水)。以塑料膠帶為墊片，借助玻璃棒將Ti02漿料涂覆在FTO襯底上。每一層涂好后，以電吹風吹干膜層水分，然后進行下一次涂覆。涂覆次數為5-20次。d.汞溴紅染料的敏化將步驟c所得多孔膜趁熱(溫度約80-100。C)迅速放入汞溴紅染料敏化溶液中，置于室溫下放置8-36小時，或置于70。C烘箱中放置l-8小時。取出電極，以乙醇沖洗，備用。制備的Ti02光陽極膜的膜層致密、均勻，呈納米多孔結構，Ti02晶粒尺寸為20—30腿。3.制備對電極。a.陰極銀電極制作利用絲網印刷機將商品化銀漿印刷在陰極透明導電玻璃(2)上，銀電極的形狀和制作工藝與陽極銀電極相同。b.鉑催化層制作采用旋涂技術利用高速勻膠臺將制作好的氯鉑酸溶液涂布在陰極透明導電玻璃上，然后置于高溫下進行熱處理，得到均勻的鉑催化層。勻膠臺高速轉速范圍為1000-6000轉/分鐘，勻膠時間為10-60秒，熱處理溫度為380-500°C，涂布次數為1-10次。c.電極打孔利用高速金剛石鉆頭在對電極上鉆孔，其直徑尺寸為3-5mm，孔的邊緣與左側(或右側)銀槳電極和中部銀電極分別為l-5mm。。4.電解液注入與電池封裝a.初步封裝利用杜邦沙林熱熔膜的高溫熱熔特性進行電池的初步封裝。將該熱熔膜切成寬度為3-5mm，厚度為40-100um的條狀(四條)，覆蓋于陽極的銀電極之上，再蓋上對電極(具體位置參見附圖3)，用鐵夾夾緊固定，置于烘箱中(80-150°C)烘烤，持續時間2-60分鐘。b.電解液注入將初步封裝的電池取出，待其溫度降至室溫后，以滴管將配好的電解液沿對電極上的小孔注入電池內，并靜置2-12小時，以使電解液充分擴散進入納米多孔陽極。c.最終封裝采用小塊玻璃(普通玻璃，厚1毫米，尺寸略大于對電極的小？L)和環氧樹脂對對電極的小孔進行封裝。環氧樹脂可采用市售AB膠、百得膠或其他各種類型的環氧樹脂材料。本發明的特點1.本發明的特征在于，采用"化學分散"與"粉末刮涂"相結合的技術，經多次漿料涂布制備Ti02納米多孔膜層，與傳統方法采用普通未處理納米粉體或水熱合成納米粉體制作光陽極相比，本方法不僅可提高電極制作效率，降低器件成本，而且提高了對納米多孔Ti02膜層微觀結構的可控性。2.本發明的特征在于，采用醫用紅藥水經提純制得的汞溴紅染料作光敏化劑，可在保持較高光電轉換效率的前提下，顯著降低電池的制作成本。3.采用如附圖3所示的結構制作納米晶Ti02太陽能電池，該結構中致密Ti02薄膜的旋涂制作方法，光陽極和對電極的銀電極的形狀及其絲網印刷制作工藝，鉑催化層的旋涂制備技術，對電極上電解液注入小孔的制作工藝，電池的初步封裝與最終封裝工藝，均屬于本發明的特點。4.本發明的特征在于，采用碘(12)單質和碘元素的一價離子化合物的有機混合溶液作電解液，有機溶劑選擇乙腈-碳酸丙烯酯(或乙腈-碳酸乙烯酯)混合溶液、甲氧基乙腈，同時加入4-叔丁基吡啶或7V-甲基苯并咪唑等添加劑以強化電解液的空穴傳輸能力。5.表1給出了采用本發明方法制備的典型電池原型器件的性能。可以看出，氧化鈦漿料的涂布次數(即光陽極膜的厚度)和燒結溫度對電池性能影響顯著。經12-15次涂布、50(TC熱處理得到的光陽極膜具有較優的電池性能(V。e430mV;Ise~150-215nA)。需要說明的是，雖然從本發明效果來看，以汞溴紅為敏化劑的太陽能電池性能尚無^^與聯吡啶釕染料N3或N719相比，這同汞溴紅分子與Ti02晶粒的結合強度不如N3/N719-Ti02體系牢固有關。K.Ham的研究表明，汞溴紅-ZnO光陽極體系(rp2.52)可獲得比汞溴紅-1102體系("=1.44)更高的光電轉換效率。因此，開發專門針對汞溴紅等廉價染料的半導體光陽極體系，不失為規避昂貴的聯吡啶釕染料、制作低成本染料敏化電池的有效途徑。有望在規模化太陽能光電利用，便攜式電子設備的供/充電及太陽能交通燈、庭院燈方面得到廣泛應用。附表1汞溴紅敏化納米晶Ti02太陽能電池原型器件的性能<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>圖1Ti02光陽極膜的斷面掃描電鏡照片。圖中，襯底-普通載玻片；漿料涂敷次數-5次；燒結溫度-50(fC。圖(a)為1102膜層斷面(放大倍數5000倍)的掃描電鏡照片，說明整個膜層致密、均勻，無孔洞或分層現象存在，膜厚約7微米。圖(b)為TiOj莫層斷面(放大倍數100000倍)的掃描電鏡照片，說明在納米尺度，膜層呈現明顯的納米多孔結構特征，Ti02晶粒尺寸在20-30nm。圖2依據實施例1制備的汞溴紅敏化Ti02光陽極膜的透過光譜。(a)漿料涂敷次數為5次，(b)漿料涂敷次數為12次，(c)漿料涂敷次數為15次，燒結溫度均為500°C圖3汞溴紅敏化納米晶Ti02太陽能電池的器件結構示意圖和實物照片。(a)器件結構示意圖-剖面(b)器件結構示意圖-平面其中l-陽極FTO透明導電玻璃；2-陰極FTO透明導電玻璃；3-陽極銀電極；4-陰極銀電極；5-電極保護層；6-致密Ti02薄膜；7-染料敏化的Ti02納米顆粒；8-納米多孔Ti02厚膜；9-密封條；10-電解液；ll-鉑催化層；12-密封塊；13-對電極上的小孔。(c)實物照片。具體實施例方式實施例1:1.原材料準備。a.透明導電電極選擇尺寸為2X3cm的氟摻雜氧化錫透明導電玻璃為電池的電極。陽極電極和對電極所用的FTO玻璃尺寸相同。首先以熱稀硫酸(60°C)浸泡電極30分鐘，然后依次在丙酮、乙醇和去離子水溶液中進行超聲漂洗20分鐘。處理好的電極置于真空干燥器中備用。b.Ti()2溶膠取15毫升鈦酸四丁酯與一定量的乙酰丙酮混合，再加入40毫升無水乙醇，充分攪拌后得到淡黃色混合液A。將0.3毫升鹽酸、IO毫升去離子水與20毫升無水乙醇的混合液B，在劇烈攪拌下緩慢滴加入混合液A中，攪拌一段時間后得到透明的溶膠。c.氯鉑酸稱取2.05克氯鉑酸溶解于250毫升異丙醇中，得澄清透明的桔黃色溶液。d.電解液稱取碘化鋰6.6925克，碘0.7614克，溶解于乙腈-碳酸丙烯酯的混合溶液100毫升，其中，乙腈與碳酸丙烯酯的體積比為6:4。e.汞溴紅染料溶液量取l毫升醫用紅藥水(2%汞溴紅水溶液)置于燒杯，在105。C烘箱中烘至水分全干，然后向燒杯中加入5毫升無水乙醇，得到濃度約0.0005mol/l的汞溴紅乙醇溶液。2.制備納米多孔光陽極膜。a.致密Ti02薄膜(6):采用所述的Ti02溶膠在陽極透明導電玻璃上制作致密Ti02薄膜，然后置于高溫下進行熱處理，得到透明的Ti02薄膜。勻膠臺轉速4000轉，勻膠時間為30秒，熱處理溫度為50(TC。b.陽極銀電極(3)制作利用絲網印刷機將商品化銀漿印刷在已制作了薄膜的陽極透明導電玻璃(1)制作銀電極，銀電極形狀如附圖3(b)所示，寬度為2mm。然后在500。C下進行熱處理，時間30分鐘。c.納米多孔TK)2膜層取P-25型Ti02納米粉體3克，與去離子水60毫升和濃HNCM).5毫升混合，在水浴條件下攪拌8小時；再以旋轉蒸發儀除去水分，得到表面吸附HN03的Ti02納米粉體。量取上述粉體0.8克，與4毫升水、0.25克聚乙二醇400、適量表面活性劑SDS混合，在瑪瑙研缽中研磨30分鐘，得到分散均勻的Ti02漿料。以塑料膠帶為墊片，借助玻璃棒將Ti02漿料涂覆在FTO襯底上。每一層涂好后，以電吹風吹干膜層水分，然后進行下一次涂覆。涂覆次數為12次。d.汞溴紅染料的敏化待步驟c所得多孔膜冷卻至80°C，迅速放入前述制備的汞溴紅染料敏化溶液中，置于室溫下放置12小時。取出電極，以乙醇沖洗，備用。3.制備對電極。a.陰極銀電極(4)制作利用絲網印刷機將商品化銀漿印刷在陰極透明導電玻璃(2)上，銀電極的形狀和制作工藝與陽極銀電極(3)相同。b.鉑催化層(11)制作采用0.02mol/l的氯鉑酸異丙醇溶液為前驅液，以旋涂技術涂布在(2)上，然后將其置于390°C管式爐中進行熱處理，得到鉑催化層。勻膠臺高速轉速為1500轉/分鐘，勻膠時間為30秒，涂布次數為2次。c.電極打孔利用高速金剛石鉆頭在對電極上鉆孔(13)，其直徑尺寸為3mm，孔的邊緣與左側(或右側)銀漿電極和中部銀電極分別為3mm。4.電解液注入與電池封裝a.初步封裝將厚度為100um的杜邦沙林熱熔膜切成寬度約3-5mm、長度約1.5cm的條狀，覆蓋于陽極的銀電極之上，再蓋上對電極(具體位置參加附圖3)，用鐵夾夾緊固定，置于100。C烘箱中烘烤5分鐘。b.電解液注入將初步封裝的電池取出且待其溫度降至室溫后，以滴管將配好的電解液沿對電極上的小孔注入電池內，靜置2小時。c.最終封裝采用尺寸為3.5X3.5mm、厚lmm的普通玻璃片(12)和環氧樹脂對對電極的小孔進行最后封裝。實施例2:1.原材料準備。d.電解液(10):稱取碘化鋰0.67克，碘1.27克，叔丁基吡啶3.38克，溶解于乙腈-碳酸丙烯酯的混合溶液100毫升，其中，乙腈與碳酸丙烯酯的體積比為4:6。e.汞溴紅染料溶液量取2毫升醫用紅藥水(2%汞溴紅水溶液)置于燒杯，在105。C烘箱中烘至水分全干，然后向燒杯中加入5毫升無水乙醇，得到濃度約0.001mol/l的汞溴紅乙醇溶液。2.制備納米多孔光陽極膜。c.納米多孔1102膜層(8):量取表面吸附HN03的Ti02納米粉體0.8克，與4毫升水、0.3克聚乙二醇10000、適量表面活性劑SDS混合，在瑪瑙研缽中研磨30分鐘，得到分散均勻的Ti02漿料。以塑料膠帶為墊片，借助玻璃棒將Ti02漿料涂覆在FTO襯底上。每一層涂好后，以電吹風吹干膜層水分，然后進行下一次涂覆。涂覆次數為10次。3.制備對電極。b.鉑催化層(11)制作采用0.02mol/l的氯鉑酸異丙醇溶液為前驅液，以旋涂技術涂布在陰極透明導電玻璃(2)上，然后將其置于390°C管式爐中進行熱處理，得到鉑催化層。勻膠臺高速轉速為1500轉/分鐘，勻膠時間為30秒，涂布次數為5次。其它步驟與實施例l相同。權利要求1、一種納米晶TiO2太陽能電池原型器件的制作方法，其特征在于使用商業化TiO2納米粉體，采用化學分數和粉末刮涂工藝制作多孔光電極，并用汞溴紅染料制作光敏劑，制作出太陽能電池原型器件。2、按權利要求1所述的納米晶Ti02太陽能電池原型器件的制作方法，其特征在于具體制作步驟包括以下四步A.原材料準備a.透明導電電極的選擇和處理選擇氟摻雜氧化錫透明導電玻璃為電池的電極，其處理過程是首先以金剛石刀具對其進行切割；陽極電極和對電極所用的導電玻璃尺寸相同；再以熱的稀硫酸對表面進行處理，然后在丙酮、乙醇和去離子水溶液中進行超聲漂洗;經處理的電極置于真空干燥器中備用；b.Ti02溶膠以鈦酸丁酯為前驅物，無水乙醇為溶劑，鹽酸為催化劑，乙酰丙酮為絡合劑，制備Ti02溶膠；溶膠中鈦酸四丁酯與其它溶劑的體積比為0.1-0.5;C.氯鉑酸稱取一定量的氯鉑酸溶解于異丙醇中，得澄清透明的桔黃色溶液，氯鉑酸溶液的濃度為0.001-0.1mol/l;d.電解液選用的電解液為12/13一體系，即為碘單質或碘元素的一價離子化合物的有機混合溶液，同時加入其它有機添加劑以強化電解液的空穴傳輸能力；所述的碘元素的一價離子化合物為碘化鈉、碘化鉀或碘化鋰；所述的有機溶劑為乙腈-碳酸丙烯酯的混合液、乙腈-碳酸乙烯酯的混合溶液或甲氧基乙腈；添加劑為4-叔丁基吡啶或7V-甲基苯并咪唑；其中，碘單質的濃度范圍為0.001-0.1mo1/1，碘元素的一價離子化合物的濃度范圍為0.1-lmo1/1，溶液中ir離子的濃度一般為l2濃度的l-10倍；e.汞溴紅染料溶液首先去除醫用紅藥水，即汞溴紅水溶液中的水分，然后將所得汞溴紅沉淀物溶解于無水乙醇中，得到可用于敏化Ti02膜層的汞溴紅染料溶液，汞溴紅乙醇溶液的濃度為0.0001-0.001mol/l;B.制備納米多孔光陽極膜。a.致密Ti02薄膜:采用旋涂技術利用高速勻膠臺在陽極透明導電玻璃上制作致密Ti02薄膜，然后置于高溫下進行熱處理，得到透明的Ti02薄膜。勻膠臺高速轉速為1000-6000轉/分鐘，熱處理溫度為450-550°C;b.陽極銀電極(3)制作利用絲網印刷機將商品化的銀漿印刷在步驟a已制作了薄膜的陽極透明導電玻璃上，然后在高溫下進行熱處理，溫度為450-550。C;C.納米多孔Ti02厚膜首先采用化學分散方法對商業化Ti02納米粉體進行分散，然后將配制的漿料以"粉末刮涂"法涂布在致密Ti02薄膜之上，涂敷5—20次至所需的厚度；最后在高溫下對膜層進行熱處理，熱處理的溫度為450-550。C;d.汞溴紅染料的敏化將步驟c所得多孔膜在80-100°C溫度下，迅速放入汞溴紅染料敏化溶液中，置于室溫下放置8-36小時，或置于7(TC烘箱中放置l-8小時，取出電極，以乙醇沖洗，備用；C.制備對電極a.陰極銀電極制作利用絲網印刷機將商品化銀漿印刷在陰極透明導電玻璃上，銀電極的形狀和制作工藝與陽極銀電極相同；b.鉑催化層制作采用旋涂技術利用高速勻膠臺將制作好的氯鉑酸溶液涂布在陰極透明導電玻璃上，然后置于高溫下進行熱處理，得到均勻的鉑催化層；勻膠臺高速轉速范圍為1000-6000轉/分鐘，熱處理溫度為380-500°C，涂布次數為1-10次；c.電極打孔利用高速金剛石鉆頭在對電極上鉆孔，其直徑尺寸為3-5mm，孔的邊緣與左側或右側銀槳電極和中部銀電極分別為l-5mm;D.電解液注入與電池封裝a.初步封裝利用杜邦沙林熱熔膜的高溫熱熔特性進行電池的初步封裝。將該熱熔膜切成寬度為3-5mm，厚度為40-100um的條狀，覆蓋于陽極的銀電極之上，再蓋上對電極，用鐵夾夾緊固定，置于烘箱中于80-150。C溫度中烘烤，持續時間2-60分鐘；b.電解液注入將初步封裝的電池取出，且溫度降至室溫后，以滴管將配好的電解液沿對電極上的小孔注入電池內，并靜置2-12小時，以使電解液充分擴散進入納米多孔陽極；c.最終封裝采用小塊玻璃和環氧樹脂將對電極的小孔進行封裝。3、按權利要求2所述的納米晶Ti02太陽能電池原型器件的制作方法，其特征在于步驟A原材料準備中a中所述的熱的稀硫酸對表面進行處理溫度為60°C。4、按權利要求2所述的納米晶TiCb太陽能電池原型器件的制作方法，其特征在于步驟A原材料準備的d中所述的有機溶劑中乙腈與碳酸丙烯酯或乙腈與碳酸乙烯酯的體積比為1:1010:1。5、按權利要求2所述的納米晶Ti02太陽能電池原型器件的制作方法，其特征在于步驟B制備納米多孔光陽極膜的a中所述的勻膠時間為10—60秒。6、按權利要求2所述的納米晶Ti02太陽能電池原型器件的制作方法，其特征在于步驟B制備納米多孔陽極膜的b中銀電極寬度為l一3mm。7、按權利要求2所述的納米晶Ti02太陽能電池原型器件的制作方法，其特征在于步驟B制備納米多孔光陽極膜的c中納米多孔厚膜的制備是取適量P-25型Ti02粉體，與去離子水和濃HN03混合，在水浴條件下攪拌；再以旋轉蒸發儀除去水分，得到表面吸附HN03的Ti02納米粉體，加水、聚乙二醇、表面活性劑適量，在瑪瑙研缽中研磨，得到分散均勻的Ti02漿料，漿料的濃度范圍為0.1-lgTiO2/ml水，以塑料膠帶為墊片，借助玻璃棒將Ti02漿料涂覆在FTO襯底上；每一層涂好后，以電吹風吹干膜層水分，然后進行下一次涂覆。8、按權利要求2所述的納米晶Ti02太陽能電池原型器件的制作方法，其特征在于在步驟C制備對電極的b中所述的鉑催化層勻膠時間為10—60秒。9、按權利要求2所述的納米晶Ti02太陽能電池原型器件的制作方法，其特征在于在步驟D初步封裝a中所述的條狀熱溶膜為四條。10、按權利要求2所述的納米晶Ti02太陽能電池原型器件的制作方法，其特征在于所述的Ti02光陽極膜的膜層致密、均勻，呈納米多孔結構，Ti〇2晶粒尺寸為20—30nm。全文摘要本發明公開了一種采用廉價的汞溴紅染料制備納米晶TiO₂太陽能電池的原型器件的制作方法，其特征在于使用商業化TiO2納米粉體，采用化學分數和粉末刮涂工藝制作多孔光電極，并用汞溴紅染料制作光敏劑，制作出太陽能電池原型器件方法制作的。電池原型器件是由光陽極(包括透明導電玻璃、絲網印刷銀電極、致密TiO₂薄膜、納米多孔TiO₂厚膜、吸附于TiO₂上的光敏化染料)、電解液(I₂/I₃^-電解液體系)、對電極(鉑催化層、絲網印刷銀電極、透明導電玻璃)、以及電極封裝材料等構成。本發明可望在規模化太陽能光電利用、便攜式電子設備的供/充電、及太陽能交通燈、庭院燈等廣泛領域得到應用。文檔編號H01G9/042GK101295586SQ20081003876公開日2008年10月29日申請日期2008年6月11日優先權日2008年6月11日發明者于偉東,李效民,邱繼軍,高相東申請人:中國科學院上海硅酸鹽研究所