染料敏化太陽能電池及其ZnO復合光陽極制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極的制備方法，即先在導電基底上生長出ZnO納米線陣列，然后在納米線之間的空隙中原位生長填充ZnO納米顆粒。該制備方法提高了ZnO復合光陽極的比表面積，從而顯著提高光電極的光電轉換效率；同時，該納米線垂直于基底定向生長，可提高電子傳輸速率。另外，該制備方法操作簡單，無需燒結，且在ZnO納米線陣列的空隙中生長納米顆粒的反應時間短，降低成本，有利于此光陽極的工業化生產。而包括該ZnO復合光陽極的染料敏化太陽能電池也由于其光陽極具有上述諸多優點，使得其在太陽能電池領域中可廣泛應用。
【專利說明】染料敏化太陽能電池及其ZnO復合光陽極制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及太陽能電池領域，尤其涉及一種染料敏化太陽能電池及其ZnO復合光陽極制備方法。
【背景技術】
[0002]染料敏化太陽能電池(Dye-sensitized solar cells，DSSC)是一種低成本、高轉換效率的新型太陽能電池，自從1991年瑞士洛桑聯邦理工學院的Griitze丨教授領導的研究小組在該領域獲得突破以來，在世界各國引發了廣泛、持續的研究熱潮。對于太陽能電池，光生載流子的產生和復合是決定電池光電轉換效率的關鍵因素。在Giiitze丨小組最初提出的DSSC結構中，以多孔納米TiO2顆粒膜作為光陽極，但是在這種電極中，由于存在大量的晶界和缺陷，電子的傳輸速度很慢，電子-空穴的復合幾率很高，這些因素限制了電池光電轉換效率的進一步提高。為了提高電子傳輸速度、降低復合幾率，提出了直線電子傳輸的概念，即用垂直于基底定向生長的納米線或納米棒等一維納米材料代替納米顆粒作為光陽極，這類光陽極采用ZnO或TiO2納米線作為電子傳輸的直接路徑，將電子在光陽極中的傳輸速度提高了數百倍。但是在電子傳輸速度提高的同時，DSSC的轉換效率并沒有得到同步提高，這是因為與納米顆粒膜相比，納米線的比表面顯著減小，所以吸附的染料分子數較少，對太陽光的捕獲效率降低。為了在保持較高電子傳輸速度的前提下提高光陽極的比表面，可以采用納米線-納米顆粒復合結構。
[0003]制備納米線-納米顆粒復合結構有兩類方法。第一類方法是先分別制備出納米線和納米顆粒，然后將兩者相互混合得到復合結構。這類方法如果使用的納米線是粉體，那么得到的復合結構中就無法保證納米線在電極表面的垂直定向性，難以充分發揮這些納米線的直線電子傳輸作用；如果使用的是已經沉積在基底上的納米線或納米線陣列，然后用旋涂或絲網印刷等方法填充納米顆粒，那么納米顆粒或是在納米線之間的填充很不充分，電極的比表面提高得有限；或是完全堆積在納米線陣列的頂端，無法形成對電子傳輸有利的納米線-納米顆粒復合結構，在這種結構中電子首先要在納米顆粒膜中傳輸，然后再經過納米線傳輸，傳輸路徑反而比單純的納米顆粒膜更長，復合幾率更大。第二類方法是先在基底上生長出納米線陣列，然后在納米線之間的空隙中原位生長納米顆粒。現有技術公開的是采用化學浴法在60°C溫度下制備ZnO納米線-層狀堿性醋酸鋅/ZnO納米顆粒復合結構，然而這種制備過程耗時長，獲得最高光電轉換效率的復合結構時，納米顆粒的生長時間長達18小時，而且復合結構中的納米顆粒既有ZnO又有層狀堿性醋酸鋅，其中層狀堿性醋酸鋅的存在不利于光電轉換效率的提高。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服現有技術的上述不足，提供一種染料敏化太陽能電池ZnO納米復合結構光陽極，旨在解決現有技術中在ZnO納米線陣列的空隙中填充ZnO納米顆粒的反應時間長，且ZnO納米復合結構光陽極電子傳輸慢，光電轉換效率低的技術問題。[0005]為了實現上述發明目的，本發明的技術方案如下:
[0006]一種染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極的制備方法，包括如下步驟:
[0007]在導電基底上沉積ZnO納米顆粒層；
[0008]以所述ZnO納米顆粒層朝下的方式將所述載有ZnO納米顆粒層的導電基底水平懸于Zn鹽溶液中于80°C?95°C溫度下進行反應，使得在ZnO納米顆粒層表面生長ZnO納米線陣列；
[0009]以所述ZnO納米線陣列朝下的方式將所述載有ZnO納米線陣列的導電基底水平懸于Zn鹽的多元醇溶液中于130°C?220°C溫度下進行反應，使在所述ZnO納米線陣列空隙中原位生長ZnO納米顆粒，直至溶液呈乳白狀反應完畢，后進行清洗，干燥，得染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極。
[0010]以及，一種染料敏化太陽能電池，包括按照上述染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極的制備方法獲得的光陽極。
[0011]上述染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極的制備方法采用多元醇法在ZnO納米線陣列的空隙中充分填充ZnO納米顆粒，提高ZnO復合光陽極的比表面積，從而顯著提高光電轉換效率；同時，該納米線垂直于基底定向生長，可提高電子傳輸速率。另外，該制備方法步驟簡單，無需燒結，且在ZnO納米線陣列的空隙中生長納米顆粒的反應時間短，降低成本，有利于此光陽極的工業化生產。
[0012]上述染料敏化太陽能電池以上述染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極的制備方法制備的染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極為光陽極，不僅使得該電池電子傳輸速度快，且光電轉換效率高，有利于在太陽能電池領域中得到廣泛應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明實施例1的染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極的掃描電鏡俯視圖；
[0014]圖2為本發明實施例1的染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極的掃描電鏡斷面圖；
[0015]圖3為本發明實施例1的染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極的斷面高放大倍數掃描電鏡圖；
[0016]圖4為對比例I的染料敏化太陽能電池ZnO納米線光陽極的掃描電鏡俯視圖；
[0017]圖5為對比例I的染料敏化太陽能電池ZnO納米線光陽極的掃描電鏡斷面圖；
[0018]圖6為以實施例1與2制備的染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極及對比例I制備的染料敏化太陽能電池ZnO納米線陣列分別組裝的DSSC的電流密度(縱坐標)_電壓(橫坐標)關系曲線圖，其中，曲線(a)對應實施例1制備的染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極；曲線(b)對應實施例2制備的染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極；曲線(c)對應對比例I制備的染料敏化太陽能電池ZnO納米線陣列光陽極。
【具體實施方式】
[0019]為了使本發明要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合實施例與附圖，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0020]本發明實施例提供一種染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極的制備方法，包括如下步驟:
[0021]S01.在導電基底上沉積ZnO納米顆粒層；
[0022]S02.以上述制備的ZnO納米顆粒層朝下的方式將載有ZnO納米顆粒層的導電基底水平懸于Zn鹽溶液中于80°C~95°C溫度下進行反應，使得在ZnO納米顆粒層表面生長ZnO納米線陣列；
[0023]S03.以上述ZnO納米線陣列朝下的方式將載有ZnO納米線陣列的導電基底水平懸于Zn鹽的多元醇溶液中于130°C~220°C溫度下進行反應，直至溶液呈乳白狀反應完畢，后對產物進行清洗干燥，得染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極。
[0024]本發明實施例的所有步驟中，作為反應前驅體的Zn鹽優選為水合硝酸鋅、水合醋酸鋅中的任一種，此類Zn鹽可與水中的氧發生化學鍵合而連接在一起，促進水合Zn鹽的水解產生Zn (OH)2,并進一步分解產生ZnO。
[0025]上述步驟SOl中，為簡化實驗，且控制納米顆粒的粒徑以期獲得較大的比表面積，上述制備ZnO納米顆粒的方法優選為溶膠-凝膠法、噴霧水解法、磁控濺射法中的任一種。進一步地，由于溶膠-凝膠法所需實驗環境較為溫和，生產成本低廉，步驟SOl制備ZnO納米顆粒的方法優選為溶膠-凝膠法。
[0026]具體地，上述在導電基底上沉積ZnO納米顆粒層的步驟分為兩步:
[0027](I)采用溶膠- 凝膠法制備Zn鹽-乙二醇甲醚溶膠；
[0028](2)以旋涂-熱處理方法在所述導電基底上沉積ZnO納米顆粒層。
[0029]其中，步驟(1)的方法具體為:以二水合醋酸鋅與單乙醇胺等摩爾比溶于溶劑乙二醇甲醚中配制醋酸鋅溶液，密封后放入水浴中恒溫攪拌，直至得到無色透明的溶膠，靜置數小時后待用。該二水合醋酸鋅為反應前驅體，在溶劑乙二醇甲醚中二水合醋酸鋅發生水解形成Zn(OH)2中間體，而單乙醇胺作為穩定劑保持溶膠呈堿性，使Zn(OH)2中間體得以穩定存在。因此，步驟(1)得到的溶膠為Zn(OH)2-乙二醇甲醚溶膠。
[0030]上述導電基底在光陽極中的主要功能為:收集與傳輸電子、透光以及支撐ZnO納米材料。故作為ZnO納米復合結構光陽極的基底應滿足以下三個條件:電子的良好導體；至少基底材料的一面具有良好的透光性；能夠支撐光陽極。且在滿足以上三個條件的基礎上為追求更好的導電性、更輕的質量、良好的透光性、更強的機械柔韌性能及更高的化學穩定性及較低的生產成本，上述導電基底優選為包括以IT0、FT0、AZ0、M0中任一種為透明導電膜的硬質基底或沉積有一層透明導電薄膜的PET、PEN、P1、PC、PPA、PMMA中的任一種柔性基底，其中，透明導電薄膜的材質為IT0、FT0、AZ0、M0中的任一種。在具體實施例中，該導電基底為FTO導電玻璃。
[0031]步驟(2)的旋涂-熱處理方法為:在上述導電基底上以一定的轉速旋涂上述Zn (OH) 2-乙二醇甲醚溶膠，并在230°C~350°C溫度下恒溫預熱，后升溫至400°C~500°C溫度下恒溫熱處理lh，且該旋涂-熱處理方法可重復多次進行。該方法中，Zn(OH)2的分解溫度為220°C，而單乙醇胺、乙二醇甲醚的沸點都低于2201:，為使211(0!1)2的分解充分且溶膠中的單乙醇胺、乙二醇甲醚也隨之蒸發，步驟(2)的反應溫度先控制為230°C~350°C，此時產生ZnO晶粒，之后，逐漸升溫至400°C~500°C下并恒溫一段時間，使得ZnO晶粒擇優沿c軸垂直于基底方向進一步長大，直至在導電基底上沉積一層致密的ZnO納米顆粒層。
[0032]上述在導電基底上沉積的ZnO納米顆粒層不僅可作為后續生長ZnO納米線陣列的晶種層，而且在DSSC中可以起到阻擋層的作用，防止導電基底與電解質接觸，減少電子-空穴之間的復合。
[0033]上述步驟S02的具體操作為:以ZnO納米顆粒層朝下的方式將載有ZnO納米顆粒層的導電基底水平懸于Zn鹽溶液中，密封處理后放入烘箱，加熱至80~95°C恒溫48小時，且每6小時更換一次Zn鹽溶液，得ZnO納米線陣列。 [0034]作為優選實施例，上述步驟S02中，Zn鹽溶液的濃度優選為0.005~0.05mol/L。這是因為濃度過大，獲得的ZnO納米線較粗且納米線之間的空隙較小，不利于獲得高比表面積的ZnO復合結構；而濃度太小，Zn2+濃度低，納米線生長速度慢，且易導致ZnO納米線的結晶質量不高、強度不夠，降低光陽極的光電轉化效率。在具體實施例中，該Zn鹽溶液為六水合硝酸鋅與六亞甲基四胺配制而成的水溶液。且為提供充足的Zn源，該水溶液每6小時更換一次。其中，六亞甲基四胺作為一種緩沖試劑調節溶液的PH值，保持溶液呈弱酸性。
[0035]具體地，上述在ZnO納米顆粒晶種層上生長ZnO納米線陣列的機理為:當加熱至80~95°C時，六亞甲基四胺受熱緩慢分解釋放出HCHO和NH3, NH3水解產生0H_，然后Zn2+與0H反應生成Zn(OH)2, Zn(OH)2進一步分解產生ZnO。另外，由于ZnO納米顆粒晶種層是以c軸垂直于基底擇優取向生長的，新生成的ZnO將繼續沿該方向擇優生長，同時六亞甲基四胺及其分解產生的HCHO和NH3在ZnO晶面上的選擇性吸附可以抑制ZnO晶粒在垂直于c軸方向上的生長，最終形成垂直于基底的納米線陣列。這樣，保證了形成的納米線在電極表面的垂直定向性，即納米線得以充分發揮直線電子傳輸作用。此外，為了確保在基底上沉積的ZnO是通過在基底表面異相成核生長得到的，而不是經由溶液中的均相成核生長然后沉積在基底上，以ZnO納米顆粒晶種層朝下的方式將載有ZnO納米顆粒晶種層的基底水平懸于Zn鹽溶液中生長ZnO納米線陣列。
[0036]由于步驟S02中制備的納米線之間存在空隙，其形成的光陽極的比表面積提高得有限，不利于在此基礎上組裝成的DSSC的光電轉換效率，因此需要在納米線之間的空隙填充納米顆粒。在步驟S03中，本發明實施例采用多元醇法在ZnO納米線之間的空隙中原位生長ZnO納米顆粒。
[0037]作為優選實施例，多元醇優選為一縮二乙二醇、二縮三乙二醇、三縮四乙二醇以及分子量不超過400的聚乙二醇中的任一種。這樣，在具體實施實例中，水合醋酸鋅水解產生Zn(OH)2與H+，H+與醋酸根結合形成醋酸，醋酸進一步與多元醇中的羥基酯化，由此可加速Zn (OH) 2和ZnO的生成速率。另一方面，多元醇通過螯合作用覆蓋在ZnO晶粒表面，可以有效抑制晶粒的長大，有利于獲得粒徑小、比表面積高的ZnO納米顆粒。
[0038]上述步驟S03中，Zn鹽的多元醇溶液的濃度優選為0.005~0.10mol/mL。這是因為濃度過高，將導致填充在納米線陣列空隙中的ZnO顆粒粒徑顯著增大，不利于比表面積的提高；濃度過低，Zn鹽的水解速度變得非常緩慢，反應耗時長且難以獲得ZnO顆粒填充程度高的復合結構。以ZnO納米線陣列朝下的方式將載有ZnO納米線陣列的導電基底水平懸于Zn鹽的多元醇溶液中的作用也與步驟S02中的類似，在此不再贅述。
[0039]在具體實施例中，由于一縮二乙二醇的沸點為245°C，且為加快Zn鹽的水解速率，步驟S03的恒定溫度控制為130°C?220°C。另外，該恒溫的時間隨恒定溫度不同而不同，恒定溫度越高，時間愈短，當出現乳白狀時反應完畢，取出導電基體，用無水乙醇、丙酮分別沖洗數次，目的在于除去殘留的一縮二乙二醇以及其他副產物，后晾干即得染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極。
[0040]與現有技術相比，由步驟S03制備的染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極不需要進行燒結，可操作性強，且在恒溫時間為5min?3h下即可觀察到乳白狀的現象，大幅度縮減了反應時間，為該制備方法的工業化應用降低了成本，具有極大的經濟價值。另外，獲得的染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極的納米顆粒粒徑僅為10?20nm，提高了光陽極的比表面積。
[0041]綜上，上述染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極的制備方法先在ZnO基底上生長出納米線陣列，然后在ZnO納米線之間的空隙中原位生長ZnO納米顆粒，這樣，既保證電子沿ZnO納米線的直線傳輸，提高電子的傳輸速率，又通過填充加大光陽極的比表面積，顯著提高光電極的光電轉換效率，且空隙中的納米顆粒粒徑小，填充率高，有利于比表面積的增大。另外，該制備方法操作簡單，無需燒結，且在ZnO納米線陣列的空隙中生長納米顆粒的反應時間短，降低成本，有利于此光陽極的工業化生產。
[0042]相應地，本發明實施例還提供一種染料敏化太陽能電池，包括按照上述染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極的制備方法獲得的光陽極。在具體實施例中，由上述染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極組裝而成的染料敏化太陽能電池吸附的染料分子數多，對太陽光的捕獲效率大，使得該電池電子傳輸速度快，且光電轉換效率高，有利于在太陽能電池領域中得到廣泛應用。
[0043]現以染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極的制備方法為例，對本發明進行進一步詳細說明。
[0044]實施例1
[0045]圖1?3提供了由實施例1制備的染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極的掃描電鏡圖，其中，I表示納米線，2表示納米顆粒。相應地,制備該染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極的方法包括如下步驟:
[0046]Sll.將二水合醋酸鋅和單乙醇胺按1:1的摩爾比溶于乙二醇甲醚中配制成濃度為0.075mol/L的醋酸鋅溶液，密封后放入水浴中恒溫60°C磁力攪拌3小時，得到無色透明溶膠，靜置24小時后待用；以5000r/min的轉速將無色透明溶膠旋涂在清洗干凈的FTO導電玻璃上，后在300°C溫度下熱處理30分鐘，此旋涂-熱處理步驟重復3次；最后，在400°C下熱處理I小時，得到一層致密的ZnO納米顆粒層。
[0047]S12.分別配制0.05mol/L六水合硝酸鋅和0.05mol/L六亞甲基四胺的水溶液,等體積混合后作為生長ZnO納米線陣列的生長液裝入帶旋蓋的玻璃瓶中。將上述沉積有ZnO納米顆粒層的FTO導電玻璃以ZnO納米顆粒層朝下的方式懸掛于生長液中，蓋緊瓶蓋后放入烘箱中在95°C恒溫加熱，每6小時更換一次生長液，總反應時間為48小時，得到長度約為
10.4 μ m的ZnO納米線陣列。
[0048]S13.配制0.01mol/L的二水合醋酸鋅的一縮二乙二醇溶液，將上述生長有ZnO納米線陣列的FTO導電玻璃以ZnO納米線陣列面朝下的方式懸掛于該溶液中，在攪拌下用油浴140°C恒溫回流加熱約3小時后溶液呈現白色渾濁狀，取出導電玻璃，用無水乙醇和丙酮分別沖洗數次，干燥，得到染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極。
[0049]實施例2
[0050]一種染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極的制備方法，與上述實施例1的步驟基本相同，區別在于:本實施例的S22步驟中，六水合硝酸鋅和六亞甲基四胺的水溶液的濃度改為0.025mol/L，得到長度約為6.0 μ m的ZnO納米線陣列。
[0051]Bp, S22的具體操作如下:
[0052]分別配制0.025mol/L六水合硝酸鋅和0.025mol/L六亞甲基四胺的水溶液,等體積混合后作為生長ZnO納米線陣列的生長液裝入帶旋蓋的玻璃瓶中。將上述沉積有ZnO納米顆粒層的FTO導電玻璃以ZnO納米顆粒層朝下的方式懸掛于生長液中，蓋緊瓶蓋后放入烘箱中在95°C恒溫加熱，每6小時更換一次生長液，總反應時間為48小時，得到長度約為
6.0 μ m的ZnO納米線陣列。
[0053]對比例I
[0054]圖4和圖5分別提供了由對比例I制備的染料敏化太陽能電池ZnO納米線光陽極的掃描電鏡的俯視圖和斷面圖。相應地，該染料敏化太陽能電池ZnO納米線陣列光陽極的制備方法，與上述實施例1的步驟基本相同，區別在于:本對比例的制備步驟只包括Dll與D12。S卩，本對比例的制備方法具體如下:
[0055]Dll.將二水合醋酸鋅和單乙醇胺按1:1的摩爾比溶于乙二醇甲醚中配制成濃度為0.075mol/L的醋酸鋅溶液，密封后放入水浴中恒溫60°C磁力攪拌3小時，得到無色透明溶膠，靜置24小時后待用；以5000r/min的轉速將無色透明溶膠旋涂在清洗干凈的FTO導電玻璃上，后在300°C溫度下熱處理30分鐘，此旋涂-熱處理步驟重復3次；最后，在400°C下熱處理I小時，得到一層致密的ZnO納米顆粒層。
[0056]D12.分別配制0.05mol/L六水合硝酸鋅和0.05mol/L六亞甲基四胺的水溶液,等體積混合后作為生長ZnO納米線陣列的生長液裝入帶旋蓋的玻璃瓶中。將上述沉積有ZnO納米顆粒層的FTO導電玻璃以ZnO納米顆粒層朝下的方式懸掛于生長液中，蓋緊瓶蓋后放入烘箱中在95°C恒溫加熱，每6小時更換一次生長液，總反應時間為48小時，得到長度約為
10.4 μ m的ZnO納米線陣列，即為染料敏化太陽能電池ZnO納米線光陽極。
[0057]電極性能測試
[0058]將上述實施例1、2制備的染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極及對比例I制備的染料敏化太陽能電池ZnO納米線陣列光陽極分別成組裝DSSC，具體實驗步驟如下:
[0059](I)將上述實施例1、2及對比例I各自制備的光陽極在真空干燥箱中120°C真空干燥3小時，待溫度降至80°C后，迅速放入濃度為0.5mmol/L的N719染料敏化劑的無水乙醇溶液中浸泡3小時，取出后用無水乙醇充分清洗，去除多余的染料，得敏化后的光電極。
[0060](2)以體積比為85:15的乙腈和戊腈為溶劑，配制含1.0mol/Ll, 3_ 二甲基咪唑碘化物、0.03mol/L碘、0.05mol/L無水碘化鋰、0.5mol/L4-叔丁基吡啶和0.lmol/L異硫氰酸胍的混合溶液，該混合液即為電解液，后以鍍有Pt黑的FTO導電玻璃為對電極，將此電解液、對電極與上述步驟(I)獲得的敏化后的光陽極組裝成電池。
[0061]然后，將按照上述步驟組裝的DSSC進行性能測試，具體測試步驟如下:
[0062]以500W氙燈為光源，在輻照光功率為lOOmW/cm2，電池受光面積為0.25cm2條件下，測量由實施例1、2及對比例I的光電極組裝而成的DSSC的短路電流密度Js。、開路電壓V。。、光電轉換效率η及填充因子FF，測量結果如下表1所示，并以電壓、電流密度分別為橫、縱坐標作電壓-電流密度關系曲線，如圖6所示。
[0063]表1
[0064]
【權利要求】
1.一種染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極的制備方法，包括如下步驟: 在導電基底上沉積ZnO納米顆粒層； 以所述ZnO納米顆粒層朝下的方式將所述載有ZnO納米顆粒層的導電基底水平懸于Zn鹽溶液中于80°C?95°C溫度下進行反應，使得在ZnO納米顆粒層表面生長ZnO納米線陣列； 以所述ZnO納米線陣列朝下的方式將所述載有ZnO納米線陣列的導電基底水平懸于Zn鹽的多元醇溶液中于130°C?220°C溫度下進行反應，使在所述ZnO納米線陣列空隙中原位生長ZnO納米顆粒，直至溶液呈乳白狀反應完畢，后進行清洗，干燥，得染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極。
2.根據權利要求1所述的染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極的制備方法，其特征在于，所述Zn鹽溶液的Zn鹽濃度為0.005?0.05mol/L ;和/或所述Zn鹽的多元醇溶液的Zn 鹽濃度為 0.005 ?0.10mol/L。
3.根據權利要求1所述的染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極的制備方法，其特征在于，所述多元醇為一縮二乙二醇、二縮三乙二醇、三縮四乙二醇以及分子量不超過400的聚乙二醇中的任一種。
4.根據權利要求1所述的染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極的制備方法，其特征在于，在所述導電基底上沉積ZnO納米顆粒層的方法為溶膠-凝膠法、噴霧水解法、磁控濺射法中的任一種。
5.根據權利要求4所述的染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極的制備方法，其特征在于，在所述導電基底上沉積ZnO納米顆粒層的方法為:采用所述溶膠-凝膠法制備Zn鹽-乙二醇甲醚溶膠，后以旋涂-熱處理方法在所述導電基底上沉積ZnO納米顆粒層。
6.根據權利要求5所述的染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極的制備方法，其特征在于，所述旋涂-熱處理方法為:在所述導電基底上旋涂所述Zn鹽-乙二醇甲醚溶膠，并在230°C?350°C溫度下恒溫預熱，后在400°C?500°C溫度下熱處理；所述旋涂-熱處理方法至少重復一次進行。
7.根據權利要求1?6任一項所述的染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極的制備方法，其特征在于，所述Zn鹽為硝酸鋅、醋酸鋅中的任一種。
8.根據權利要求1?6任一項所述的染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極的制備方法，其特征在于，所述導電基底包括以ITO、FT0, AZO、IMO中任一種為透明導電膜的硬質基底或沉積有一層透明導電薄膜的PET、PEN、P1、PC、PPA, PMMA中的任一種柔性基底。
9.根據權利要求1?6任一項所述的染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極的制備方法，其特征在于，在所述ZnO納米線陣列空隙中原位生長ZnO納米顆粒的粒徑為10?20nm。
10.一種染料敏化太陽能電池，包括光陽極，其特征在于:所述光陽極為權利要求1?9任一項所述的染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極的制備方法獲得的染料敏化太陽能電池ZnO復合光陽極。
【文檔編號】H01G9/20GK103730260SQ201310744444
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月30日 優先權日:2013年12月30日
【發明者】柳文軍, 韓舜, 唐麗, 賈芳, 曹培江, 朱德亮, 馬曉翠, 呂有明 申請人:深圳大學