一种双面进光染料敏化太阳能电池及其制备方法_2

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和能量产生效应,最终提高了双面进光染料敏化太阳能电池的光电转换效率。
【附图说明】
[0020]图1为本发明双面进光染料敏化太阳能电池结构示意图。
[0021 ]图例说明:1、聚苯胺对电极层;2、电解质层;3、N719敏化剂;4、T12光阳极敏化层。
【具体实施方式】
[0022]为了便于理解本发明,下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述,但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
[0023]除非另有定义,下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的,并不是旨在限制本发明的保护范围。
[0024]除有特别说明,本发明中用到的各种试剂、原料均为可以从市场上购买的商品或者可以通过公知的方法制得的产品。
[0025]实施例1:
一种本发明的双面进光染料敏化太阳能电池,结构如图1所示,包括依次层叠的FTO导电玻璃、T i O2光阳极敏化层4 (选用的敏化剂为N719敏化剂3 )、电解质层2、聚苯胺对电极层I(颗粒状黑磷量子点修饰的聚苯胺对电极层)和FTO导电玻璃。
[0026]本实施例的双面进光染料敏化太阳能电池的制备方法,包括以下步骤:
(1)使用旋转涂膜方法,将T12浆料旋涂于清洗干净的FTO导电玻璃表面,使之形成均匀平整薄膜,然后置于马弗炉中升温至400°C焙烧处理50 min,再将其置于N719染料中浸泡12h,得到T12光阳极敏化层;
(2)将0.4g琼脂糖溶解于15gN-甲基吡咯烷酮中,在60°C水浴中持续搅拌9h制成溶胶;然后加入氧化还原电对LiI/I2(LiI与I2摩尔比为5:1),在室温下持续电动搅拌4h,得到均匀分散的聚合物电解质凝胶,其中氧化还原电对的添加量占聚合物电解质中琼脂糖质量的10 wt%;再加入C03O4磁性纳米颗粒(其加入量占琼脂糖质量分数的2wt%)至聚合物电解质凝胶中,在室温下持续进行电动搅拌直至混合均匀得到琼脂糖基电解质;最后将所得的琼脂糖基电解质滴加在步骤(I)所制备的T12光阳极敏化层上,75°C下烘烤至形成粘稠状电解质层;
(3)以浓度为0.4mol/L的盐酸作为溶剂制备苯胺单体溶液(苯胺单体溶液的浓度为0.2mol/L),然后加入空间稳定剂聚吡咯烷酮(空间稳定剂的加入量占苯胺溶液的质量百分比为2 wt%),形成混合溶液;将清洗干净的FTO导电玻璃浸入上述混合溶液中,并加入氧化剂过硫酸铵(氧化剂和苯胺单体的摩尔比为0.5:1)置于-5°C下反应20min,得到含有透明聚苯胺薄膜对电极层的FTO导电玻璃;
(4)将步骤(3)制备的含有透明聚苯胺薄膜对电极层的FTO导电玻璃干燥后浸入颗粒状黑磷量子点溶液中浸泡2h,取出并干燥后,盖在步骤(2)制备的粘稠状电解质层上,60°C下烘烤1.5h,即制得双面进光染料敏化太阳能电池。
[0027]测试本实施例的双面进光的染料敏化太阳能电池的性能:在室温环境,使用氙灯模拟太阳光,光强为lOOmW/cm2(光强:使用硅光电二极管标定条件下),有效光照面积为0.25 cm2,正面进光:器件光电转换效率为7.0%;背面进光:透明复合对电极对电极透光率为66%,器件光电转换效率为6.2%;双面进光:器件光电转换效率为8.1%。
[0028]实施例2:
一种本发明的双面进光染料敏化太阳能电池,结构如图1所示,包括依次层叠的FTO导电玻璃、T i O2光阳极敏化层4 (选用的敏化剂为N719敏化剂3 )、电解质层2、聚苯胺对电极层I(二维层状黑磷修饰的聚苯胺对电极层)和FTO导电玻璃。
[0029 ]本实施例的双面进光染料敏化太阳能电池的制备方法,包括以下步骤:
(1)使用旋转涂膜方法,将T12浆料旋涂于清洗干净的FTO导电玻璃表面,使之形成均匀平整薄膜,然后置于马弗炉中升温至430°C焙烧处理40 min,再将其置于N719染料中浸泡24h,得到T12光阳极敏化层;
(2)将0.6g琼脂糖溶解于20gN-甲基吡咯烷酮中,在80°C水浴中持续搅拌6h制成溶胶;然后加入氧化还原电对LiI/I2(LiI与I2摩尔比为10:1),在室温下持续电动搅拌6h,得到均匀分散的聚合物电解质凝胶,氧化还原电对的添加量占聚合物电解质中琼脂糖质量的25wt%;再加入C03O4磁性纳米颗粒(其加入量占琼脂糖质量分数的3wt%)至聚合物电解质凝胶中,在室温下持续进行电动搅拌直至混合均匀得到琼脂糖基电解质;最后将所得的琼脂糖基电解质滴加在步骤(I)所制备的T12光阳极敏化层上,75°C下烘烤至形成粘稠状电解质层;
(3)以浓度为Im ο I / L的盐酸作为溶剂制备苯胺单体溶液(苯胺单体溶液的浓度为0.5mol/L),然后加入空间稳定剂聚吡咯烷酮(空间稳定剂的加入量占苯胺溶液的质量百分比为3wt%),形成混合溶液;将清洗干净的FTO导电玻璃浸入上述混合溶液中,并加入氧化剂过硫酸铵(氧化剂和苯胺单体的摩尔比为1.5:1)置于(TC下反应35min,得到含有透明聚苯胺薄膜对电极层的FTO导电玻璃;
(4)将步骤(3)制备的含有透明聚苯胺薄膜对电极层的FTO导电玻璃干燥后浸入二维层状黑磷溶液中浸泡4h,取出并干燥后,盖在步骤(2)制备的粘稠状电解质层上,75°C下烘烤2h,即制得双面进光染料敏化太阳能电池。
[0030]测试本实施例的双面进光的染料敏化太阳能电池的性能:在室温环境,使用氙灯模拟太阳光,光强为lOOmW/cm2(光强:使用硅光电二极管标定条件下),有效光照面积为0.25 cm2,正面进光:器件光电转换效率为7.5%;背面进光:透明复合对电极对电极透光率为68%,器件光电转换效率为6.6%;双面进光:器件光电转换效率为8.5%。
[0031]实施例3:
一种本发明的双面进光染料敏化太阳能电池,结构如图1所示,包括依次层叠的FTO导电玻璃、T i O2光阳极敏化层4 (选用的敏化剂为N719敏化剂3 )、电解质层2、聚苯胺对电极层I(硫化钼量子点修饰的聚苯胺对电极层)和FTO导电玻璃。
[0032]本实施例的双面进光染料敏化太阳能电池的制备方法,包括以下步骤:
(1)使用旋转涂膜方法,将T12浆料旋涂于清洗干净的FTO导电玻璃表面,使之形成均匀平整薄膜,然后置于马弗炉中升温至450°C焙烧处理30 min,将其置于N719染料中浸泡30h,得到T12光阳极敏化层;
(2)将0.9g琼脂糖溶解于30gN-甲基吡咯烷酮中,在100°C水浴中持续搅拌3h制成溶胶;然后加入氧化还原电对LiI/I2(LiI与I2摩尔比为12:1),在室温下持续电动搅拌9h,得到均匀分散的聚合物电解质凝胶,氧化还原电对的添加量占聚合物电解质中琼脂糖质量的35wt%;再加入C03O4磁性纳米颗粒(其加入量占琼脂糖质量分数的4wt%)至聚合物电解质凝胶中,在室温下持续进行电动搅拌直至混合均匀得到琼脂糖基电解质;最后将所得的琼脂糖基电解质滴加在步骤(I)所制备的T12光阳极敏化层上,80°C下烘烤至形成粘稠状电解质层;
(3)以浓度为1.3mo 1/L的盐酸作为溶剂制备苯胺单体溶液(苯胺单体溶液的浓度为0.6mol/L),然后加入空间稳定剂聚吡咯烷酮(空间稳定剂的加入量占苯胺溶液的质量百分比为4wt%),形成混合溶液;将清洗干净的FTO导电玻璃浸入上述混合溶液中,并加入氧化剂过硫酸铵(氧化剂和苯胺单体的摩尔比为2.5:1)置于4°
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