專利名稱：基于氧化鈦凝膠電解質的染料敏化太陽能電池及制備方法
技術領域：
本發明屬于化學和化工技術領域，具體涉及基于氧化鈦凝膠電解質的染料敏 化太陽能電池及制備方法。
背景技術：
染料敏化太陽能電池由于其低廉的成本、光電轉換效率高、穩定以及制作工 藝簡單而受到人們的廣泛關注。其主要結構包括透明導電基片與多孔納米晶半導
體薄膜、捕獲光子的光敏劑、電解質以及對電極四部分。其中電解質位于光陽極 和對電極之間，它承擔了染料再生和空穴輸運的作用。
目前報道的效率最高的11%的器件就是采用液態電解質，但液態電解質存 在以下缺點
① 由于大部分的敏化劑為有機物，液態電解質的存在易導致染料脫附；
② 有機溶劑易于揮發，可能與敏化染料作用導致染料降解；
③ 液態電池的密封工藝復雜，密封劑可能與電解質反應，長期放置可能造 成電解液泄漏；
④ 光生電荷在光陽極的遷移靠擴散控制，由擴散控制的載流子遷移速率很 慢，在高強度光照時光電流變得不穩定；
⑤ 離子遷移的不可逆性也不能完全排除，因為除了氧化還原循環之外的其 它反應不可能完全避免。離子反向遷移導致光生電荷復合機會增加，降低光電 轉換率；
◎電池形狀設計受到限制。液態電解質的這些缺陷使人們轉而尋找新的空 穴傳輸材料來代替液態電解質，因而準固態和固態空穴傳輸材料得到了發展。
為解決上述問題， 一種有效的方法是用離子液體膠凝電解質代替液體電解 質，離子液體膠凝化既具有液體電解質的離子擴散速度快，電導率高的特點，還 具有低揮發性和溫度穩定性能提高染料敏化太陽能電池的長期穩定性，并且能夠 解決電池封裝等使用問題。
氧化鈦凝膠電解質工藝簡單，容易制備，不需要較高的溫度處理。其具有很好的穩定性，離子擴散速度快，離子電導率高，并有很好的膠凝性。這種凝膠所 制成的復合凝膠具有力學的觸變性，在外力作用下電解質易于浸潤到半導體膜的 微孔中，并能通過粘著力和黏附力能牢固將半導體膜與對電極粘附在一起，便于 電池的組裝和封裝，適宜于工業化生產凝膠電解質準固態染料敏化太陽能電池。
發明內容
本發明的目的在于解決目前染料敏化太陽能電池用液態電解質封裝困難以 及穩定性能較差性的問題，而提供基于氧化鈦凝膠電解質的燃料敏化太陽能電池 及制備方法。
本發明的目的是通過下述技術方案實現的。
本發明提供一種基于氧化鈦凝膠電解質的染料敏化太陽能電池，它由透明導 電基片與多孔納米晶半導體薄膜、捕獲光子的光敏劑、電解質以及對電極四部分 組成；其中，電解質為氧化鈦凝膠電解質，它由氧化鈦的前驅體溶膠、離子液體、 有機溶劑、碘、碘化物和改性劑組成；所述離子液體與有機溶劑以體積比為任意 比構成混合溶劑；所述碘相對混合溶劑的濃度為0.01-lmol/L;所述碘化物相對 混合溶劑的濃度為0.01-lmol/L;所述改性劑相對混合溶劑的濃度為0. l-5mol/L; 所述氧化鈦前驅體溶膠與碘、碘化物、改性劑以及混合溶劑所構成的溶液的體積 比為任意比。
所述的氧化鈦前驅體溶膠是通過如下一種化合物水解或醇解制備而成鈦酸
四丁酯，鈦酸異丙酯，四氯化鈦，乙醇鈦，硫酸氧鈦。
所述的離子液體為如下一種或幾種任意比例的混合物有機烷基咪唑型離子 液體，季銨鹽離子液體，垸基吡啶離子液體，哌啶型離子液體，吡咯烷型離子液 體的低熔點有機熔鹽。
所述的碘化物為如下一種或幾種任意比例可溶性碘鹽的化合物碘化鋰、碘 化鈉、碘化鉀、碘化銨和碘化鋁。
所述的改性劑為如下一種化合物N-甲基苯并咪唑、2-甲基吡啶、3-甲基吡 啶、3-乙基吡啶、2-丙基吡啶、3-丁基吡啶、4-叔丁基吡啶、2-戊基吡啶、2,4,6-三甲基吡啶、2,3，5-三甲基吡啶、2，4-二甲基吡啶、2，6-二甲基吡啶、3,5-二甲基吡 啶、六氫吡啶、喹啉、異喹啉、乙胺，二乙胺、三乙胺、三甲胺、苯胺、二苯胺、二丁胺、乙酰胺，咪唑或取代咪唑。
所述的有機溶劑為如下一種或幾種任意比例的混合物室溫下呈液態的醇 類、腈類、酮類、砜類、醚類、酯類有機化合物。
本發明還提供制備基于氧化鈦凝膠電解質的染料敏化太陽能電池的方法，其 中，氧化鈦前驅體溶膠是利用鈦金屬化合物通過水解或醇解制備而成;離子液體，
有機溶劑，碘，碘化物以及改性劑均勻混合制備混合液體；該混合液體與氧化鈦 前驅體溶膠均勻混合后，經過加熱真空處理或超聲加熱處理去除易揮發組分；具 體制備步驟如下
(1) 采用鈦金屬化合物通過水解或醇解制備穩定的氧化鈦前驅體溶膠；
(2) 將碘，碘化物，改性劑放入到離子液體與有機溶劑以體積比為任意 比所組成的混合溶劑中攪拌，超聲處理混合均勻。
(3) 將步驟(2)中所得混合溶液與步驟(l)中所得氧化鈦前驅體溶膠以體 積任意比混合，通過攪拌，超聲處理均勻混合；
(4) 將步驟(3)中制備的混合液體通過加熱真空處理，直至去除可揮發的 組分，獲得粘稠的或固態的氧化鈦凝膠電解質；
(5) 通過絲網印刷法、刮刀刮涂法、滾涂法或旋轉涂布法，將步驟(4) 中所得氧化鈦凝膠電解質涂覆在預先制備的染料敏化太陽能電池的工作電極的 表面上，然后蓋上對電極，組裝電池，即得到基于氧化鈦凝膠電解質的染料敏化 太陽能電池。
有益效果
本發明結合離子液體與氧化鈦前驅體溶膠的各自特點，具有以下優點
1. 采用基于氧化鈦凝膠電解質能有效的提高染料敏化太陽能電池的穩定
性；
2. 采用基于氧化鈦凝膠凝膠電解質的染料敏化太陽能電池的裝備工藝簡 單，易于封裝；
3. 采用基于氧化鈦凝膠電解質的染料敏化太陽能電池能有效提高電池的光 電性能；
4. 本發明方法通過加熱真空處理能有效去除可揮發組分。
圖1為本發明基于氧化鈦凝膠電解質的染料敏化太陽能電池的組裝過程示 意圖1中，l-導電玻璃，2-羧酸多吡啶釕染料敏化的納米晶半導體，3-氧化鈦 凝膠電解質，4-鉑片，5-滾涂電解質薄膜所采用的玻璃棒；
圖2為實施例1制備的基于氧化鈦凝膠凝膠電解質的染料敏化太陽能電池的 光電壓與光電流工作曲線；
圖3為實施例2制備的基于氧化鈦凝膠凝膠電解質的染料敏化太陽能電池的 光電壓與光電流工作曲線；
圖4為實施例3制備的基于氧化鈦凝膠凝膠電解質的染料敏化太陽能電池的 光電壓與光電流工作曲線；
圖5為實施例4制備的基于氧化釹凝膠凝膠電解質的染料敏化太陽能電池的 光電壓與光電流工作曲線；
圖6為實施例5制備的基于氧化鈦凝膠凝膠電解質的染料敏化太陽能電池的 光電壓與光電流工作曲線；
圖7為實施例6制備的基于氧化鈦凝膠凝膠電解質的染料敏化太陽能電池的 光電壓與光電流工作曲線；
圖8為實施例7制備的基于氧化鈦凝膠凝膠電解質的染料敏化太陽能電池的 光電壓與光電流工作曲線；
圖9為實施例8制備的基于氧化鈦凝膠凝膠電解質的染料敏化太陽能電池的 光電壓與光電流工作曲線；
圖10為實施例9制備的基于氧化鈦凝膠凝膠電解質的染料敏化太陽能電池
的光電壓與光電流工作曲線；
圖11為實施例io制備的基于氧化鈦凝膠凝膠電解質的染料敏化太陽能電池
的光電壓與光電流工作曲線。
具體實施例方式
實施例1
(1)將50 ml去離子水與30 ml冰醋酸均勻混合，緩慢滴加10 ml鈦酸四丁酯，攪拌4小時，后加熱50。C，繼續攪拌4小時，得氧化鈦前驅體的澄清溶膠；
(2) 配制含有0.5mol/L的碘，0.1 mol/L的碘化鋰，0.45 mol/L的N-甲基苯 并咪唑的l-甲基-3-丙基咪唑碘鹽與3-甲氧基丙腈的體積比為1:1均勻混合液體;
(3) 將步驟(1)得到溶膠與步驟(2)得到混合液體的體積比為5:1混合，攪拌并 超聲均勻分散；
(4) 將上述步驟(3)的混合液體采用旋轉真空蒸發儀加熱60°C，真空處理3 小時，去除易揮發組分，得到氧化鈦凝膠電解質；
(5) 通過采用清潔的玻璃棒在室溫下不斷滾壓涂膜地方式，將步驟(4)中 所得氧化鈦凝膠電解質涂覆在預先制備的染料敏化光陽極工作電極的表面，然后 蓋上對電極，組裝電池。其中，染料為羧酸多吡啶釕，光陽極膜為氧化鈦納米晶 薄膜。
該染料敏化太陽能電池的光電壓與光電流工作工作曲線如圖2所示，該曲線 也可寫成染料敏化太陽能電池的v-i曲線，該曲線與橫坐標的交點的數值為該電 池的開路電壓即Voc，曲線與縱坐標的交點為該電池的短路電流即Isc。電池的 效率可以通過曲線的數值處理計算出來。按照本實施例所制備的基于氧化鈦凝膠 凝膠電解質的染料敏化太陽能電池的光電轉換效率為6.12%。下述實施例中有關 電池光電轉換效率的計算方法同本實施例。
實施例2
(1) 將50 ml去離子水與30 ml冰醋酸均勻混合，滴加10 ml鈦酸四丁酯，攪 拌4小時后，加熱5(TC繼續攪拌4小時，得氧化鈦前驅體的澄清溶膠；
(2) 配制含有0.05 mol/L的碘，0.1 mol/L的碘化鋰，0.45 mol/L的N-甲基苯 并咪唑的l-甲基-3-丙基咪唑碘鹽與3-甲氧基丙腈的體積比為2:1均勻混合液體；
(3) 將步驟(1)得到溶膠與步驟(2)得到混合液體的體積比為10:1混合，攪拌 并超聲均勻分散得到混合液；
(4) 將步驟(3)的混合液體采用旋轉真空蒸發儀加熱6(TC，真空處理，直到去 除易揮發組分，得到氧化鈦凝膠電解質；
(5) 通過采用清潔的玻璃棒在室溫下不斷滾壓涂膜地方式，將步驟(4)中 所得氧化鈦凝膠電解質涂覆在預先制備的染料敏化光陽極工作電極的表面，然后蓋上對電極，組裝電池。其中，染料為羧酸多吡啶釕，光陽極膜為氧化鈦納米晶
薄膜。該染料敏化太陽能電池的光電壓與光電流工作工作曲線如圖3所示，電池 的光電轉換效率為6.38%。
實施例3
(1) 將50ml去離子水與30ml冰醋酸均勻混合，滴加10ml鈦酸四丁酯，攪 拌4小時后，加熱50'C繼續攪拌4小時，得氧化鈦前驅體的澄清溶膠；
(2) 配制含有0.5mol/L的碘，lmol/L的碘化鋰，0.1mol/L的N-甲基苯并咪 唑的l-甲基-3-丙基咪哇碘鹽的均勻混合液體；
(3) 將步驟(1)得到溶膠與步驟(2)得到混合液體的體積比為20:1混合，攪拌 并超聲均勻分散得到混合液；
(4) 將上述步驟(3)的混合液體采用旋轉真空蒸發儀加熱8CTC，真空處理3 小時，去除易揮發組分，得到氧化鈦凝膠電解質；
(5) 通過采用清潔的玻璃棒在室溫下不斷滾壓涂膜地方式，將步驟(4)中 所得氧化鈦凝膠電解質涂覆在預先制備的染料敏化光陽極工作電極的表面，然后 蓋上對電極，組裝電池。其中，染料為羧酸多吡啶釕，光陽極膜為氧化鈦納米晶 薄膜。該染料敏化太陽能電池的光電壓與光電流工作工作曲線如圖4所示，電池 的光電轉換效率為5.65%。
實施例4
(1) 將50ml去離子水與30ml冰醋酸均勻混合，滴加10ml鈦酸四丁酯，攪 拌4小時后，加熱5(TC繼續攪拌4小時，得氧化鈦前驅體的澄清溶膠；
(2) 配制含有0.2mol/L的碘，O.lmol/L的碘化鉀，5mol/L的叔丁基吡啶的 l-甲基-3-丙基咪唑碘鹽的均勻混合液體；
(3) 將步驟(1)得到溶膠與步驟(2)得到混合液體的體積比為1:1混合，攪拌并 超聲均勻分散得到混合液；
(4) 將上述步驟(3)的混合液體采用旋轉真空蒸發儀加熱6CTC，真空處理3 小時，去除易揮發組分，得到氧化鈦凝膠電解質；
(5) 通過采用清潔的玻璃棒在室溫下不斷滾壓涂膜地方式，將步驟(4)中所得氧化鈦凝膠電解質涂覆在預先制備的染料敏化光陽極工作電極的表面，然后 蓋上對電極，組裝電池。其中，染料為羧酸多吡啶釕，光陽極膜為氧化鈦納米晶 薄膜。該染料敏化太陽能電池的光電壓與光電流工作工作曲線如圖5所示，電池 的光電轉換效率為6.25%。
實施例5
(1) 將50ml去離子水與30ml冰醋酸均勻混合，滴加20ml鈦酸四丁酯，攪 拌4小時后，加熱50'C繼續攪拌4小時，得氧化鈦前驅體的澄清溶膠；
(2) 配制含有0.05mol/L的碘，O.lmol/L的碘化鉀，O.lmol/L的叔丁基吡啶 的l-甲基-3-己基咪唑碘鹽與3-甲氧基丙腈的體積比為1: 1的均勻混合液體；
(3) 將步驟(1)得到溶膠與步驟(2)得到混合液體的體積比為1:1混合，攪拌并 超聲均勻分散得到混合液；
(4) 將上述步驟(3)的混合液體采用旋轉真空蒸發儀加熱60°C，真空處理3 小時，去除易揮發組分，得到氧化鈦凝膠電解質；
(5) 通過采用清潔的玻璃棒在室溫下不斷滾壓涂膜地方式，將步驟(4)中 所得氧化鈦凝膠電解質涂覆在預先制備的染料敏化光陽極工作電極的表面，然后 蓋上對電極，組裝電池。其中，染料為羧酸多吡啶釕，光陽極膜為氧化鈦納米晶 薄膜。該染料敏化太陽能電池的光電壓與光電流工作工作曲線如圖6所示，電池 的光電轉換效率為6.1%。
實施例6
(1) 將50ml去離子水與30ml冰醋酸均勻混合，冰水浴中滴加10ml鈦酸異 丙酯，攪拌8小時后，加熱8(TC繼續攪拌4小時，得氧化鈦前驅體的澄清溶膠。
(2) 配制含有0.05mol/L的碘，O.lmol/L的碘化鋰，5mol/L的叔丁基吡啶的 l-甲基-3-丙基咪唑碘鹽與3-甲氧基丙腈的體積比為2: 1均勻混合液體；
(3) 將步驟(1)得到溶膠與步驟(2)得到混合液體的體積比為20:1混合，攪拌 并超聲均勻分散得到混合液；
(4) 將上述步驟(3)的混合液體采用旋轉真空蒸發儀加熱60°C，真空處理3 小時，去除易揮發組分，得到固態氧化鈦凝膠電解質；
10(5)通過采用清潔的玻璃棒在室溫下不斷滾壓涂膜地方式，將步驟(4)中 所得氧化鈦凝膠電解質涂覆在預先制備的染料敏化光陽極工作電極的表面，然后 蓋上對電極，組裝電池。其中，染料為羧酸多吡啶釘，光陽極膜為氧化鈦納米晶 薄膜。該染料敏化太陽能電池的光電壓與光電流工作工作曲線如圖7所示，電池 的光電轉換效率為5.58%。
實施例7
(1) 將50ml去離子水與30ml冰醋酸均勻混合，冰水浴中滴加10ml鈦酸丙 酯，攪拌8小時后，加熱80'C繼續攪拌4小時，得氧化鈦前驅體的澄清溶膠；
(2) 配制含有lmol/L的碘，O.lmol/L的碘化鈉，O.lmol/L的叔丁基吡啶的 l-甲基-3-丙基咪唑碘鹽與乙腈的體積比為1: 1均勻混合液體；
(3) 將步驟(1)得到溶膠與步驟(2)得到混合液體的體積比為10:1混合，攪拌 并超聲均勻分散得到混合液；
(4) 將上述步驟(3)的混合液體采用旋轉真空蒸發儀加熱60°C，真空處理3 小時，去除易揮發組分，得到氧化鈦凝膠電解質；
(5)通過采用清潔的玻璃棒在室溫下不斷滾壓涂膜地方式，將步驟(4)中 所得氧化鈦凝膠電解質涂覆在預先制備的染料敏化光陽極工作電極的表面，然后 蓋上對電極，組裝電池。其中，染料為羧酸多吡啶釕，光陽極膜為氧化鈦納米晶 薄膜。該染料敏化太陽能電池的光電壓與光電流工作工作曲線如圖8所示，電池 的光電轉換效率為5.45%。
實施例8
(1) 將50ml去離子水與30ml冰醋酸均勻混合，冰水浴中滴加10ml鈦酸異 丙酯，攪拌8小時后，加熱8(TC繼續攪拌4小時，得氧化鈦前驅體的澄清溶膠;
(2) 配制含有0.05mol/L的碘，lmol/L的碘化鉀，5mol/L的叔丁基吡啶的1-甲基-3-己基咪唑碘鹽的均勻混合液體；
(3) 將步驟(1)得到溶膠與步驟(2)得到混合液體的體積比為20:1混合，攪拌 并超聲均勻分散得到混合液；
(4) 將上述步驟(3)的混合液體采用旋轉真空蒸發儀加熱60°C，真空處理3小時，去除易揮發組分，得到固態氧化鈦凝膠電解質；
(5)通過采用清潔的玻璃棒在室溫下不斷滾壓涂膜地方式，將步驟(4)中 所得氧化鈦凝膠電解質涂覆在預先制備的染料敏化光陽極工作電極的表面，然后 蓋上對電極，組裝電池。其中，染料為羧酸多吡啶釕，光陽極膜為氧化鈦納米晶 薄膜。該染料敏化太陽能電池的光電壓與光電流工作工作曲線如圖9所示，電池 的光電轉換效率為5.35%。
實施例9
(1) 將50ml去離子水與30ml冰醋酸均勻混合，冰水浴中滴加10ml鈦酸異 丙酯，攪拌8小時后，加熱8(TC繼續攪拌4小時，得氧化鈦前驅體的澄清溶膠;
(2) 配制含有0.05mol/L的碘，O.lmol/L的碘化鈉，O.lmol/L的N-甲基苯并 咪唑的l-甲基-3-己基咪唑碘鹽與l-甲基-3-丙基咪唑碘鹽的體積比為l:2均勻混 合液體；
(3) 將步驟(1)得到溶膠與步驟(2)得到混合液體的體積比為10:1混合，攪拌 并超聲均勻分散得到混合液；
(4) 將上述步驟(3)的混合液體采用旋轉真空蒸發儀加熱60°C，真空處理3 小時，去除易揮發組分，得到氧化釹凝膠電解質；
(5)通過采用清潔的玻璃棒在室溫下不斷滾壓涂膜地方式，將步驟(4)中 所得氧化鈦凝膠電解質涂覆在預先制備的染料敏化光陽極工作電極的表面，然后 蓋上對電極，組裝電池。其中，染料為羧酸多吡啶釕，光陽極膜為氧化鈦納米晶 薄膜。該染料敏化太陽能電池的光電壓與光電流工作工作曲線如圖IO所示，電 池的光電轉換效率為6.05%。
實施例10
(1) 將50ml去離子水與30ml冰醋酸均勻混合，冰水浴中滴加20ml鈦酸異 丙酯，攪拌8小時后，加熱8(TC繼續攪拌4小時，得氧化鈦前驅體的澄清溶膠；
(2) 配制含有0.05mol/L的碘，lmol/L的碘化鉀，O.lmol/L的N-甲基苯并咪 唑的l-甲基-3-己基咪唑碘鹽與3-甲氧基丙腈的體積比5:1為的均勻混合液體；
(3) 將步驟(1)得到溶膠與步驟(2)得到混合液體的體積比為20:1混合，攪拌并超聲均勻分散得到混合液；
(4) 將上述步驟(3)的混合液體采用旋轉真空蒸發儀加熱8CTC,真空處理3 小時，去除易揮發組分，得到固態氧化鈦凝膠電解質；
(5) 通過采用清潔的玻璃棒在室溫下不斷滾壓涂膜地方式，將步驟(4)中 所得氧化鈦凝膠電解質涂覆在預先制備的染料敏化光陽極工作電極的表面，然后 蓋上對電極，組裝電池。其中，染料為羧酸多吡啶釕，光陽極膜為氧化鈦納米晶 薄膜。該染料敏化太陽能電池的光電壓與光電流工作工作曲線如圖11所示，電 池的光電轉換效率為4.89%。
權利要求
1.一種基于氧化鈦凝膠電解質的染料敏化太陽能電池，它由透明導電基片與多孔納米晶半導體薄膜、捕獲光子的光敏劑、電解質以及對電極四部分組成；其特征在于電解質為氧化鈦凝膠電解質，它由氧化鈦的前驅體溶膠、離子液體、有機溶劑、碘、碘化物和改性劑組成；所述離子液體與有機溶劑以體積比為任意比構成混合溶劑；所述碘相對混合溶劑的濃度為0.01-1mol/L；所述碘化物相對混合溶劑的濃度為0.01-1mol/L；所述改性劑相對混合溶劑的濃度為0.1-5mol/L；所述氧化鈦前驅體溶膠與碘、碘化物、改性劑以及混合溶劑所構成的溶液的體積比為任意比；
2. 根據權利要求1所述的一種基于氧化鈦凝膠電解質的染料敏化太陽能電 池，其特征在于，所述的氧化鈦前驅體溶膠是通過如下一種化合物水解或醇解制 備而成鈦酸四丁酯，鈦酸異丙酯，四氯化鈦，乙醇鈦，硫酸氧鈦；
3. 根據權利要求1所述的一種基于氧化鈦凝膠電解質的染料敏化太陽能電 池，其特征在于，所述的離子液體為如下一種或幾種任意比例的混合物有機烷 基咪唑型離子液體，季銨鹽離子液體，垸基吡啶離子液體，哌啶型離子液體，吡 咯烷型離子液體的低熔點有機熔鹽；
4. 根據權利要求1所述的一種基于氧化鈦凝膠電解質的染料敏化太陽能電 池，其特征在于，所述的碘化物為如下一種或幾種任意比例可溶性碘鹽的化合物 碘化鋰，碘化鈉，碘化鉀，碘化銨，碘化鋁；
5. 根據權利要求1所述的一種基于氧化鈦凝膠電解質的染料敏化太陽能電 池，其特征在于，所述的改性劑為如下一種N-甲基苯并咪唑，2-甲基吡錠，3-甲基吡啶，3-乙基吡啶，2-丙基吡啶，3-丁基吡啶，4-叔丁基吡啶，2-戊基吡啶， 2，4,6-三甲基吡啶，2,3,5-三甲基吡啶，2,4-二甲基吡啶，2,6-二甲基吡啶，3，5-二 甲基吡啶，六氫吡啶，喹啉，異喹啉，乙胺，二乙胺，三乙胺，三甲胺，苯胺， 二苯胺，二丁胺，乙酰胺，咪唑或取代咪唑；
6. 根據權利要求1所述的一種基于氧化鈦凝膠電解質的染料敏化太陽能電 池，其特征在于，所述的有機溶劑為如下一種或幾種任意比例的混合物室溫下呈液態的醇類、腈類、酮類、砜類、醚類、酯類有機化合物；
7. 制備權利要求1所述一種基于氧化鈦凝膠電解質的染料敏化太陽能電池 的方法，其特征在于所述的氧化鈦前驅體溶膠利用鈦金屬化合物通過水解或醇解制備而成；所述的離子液體，有機溶劑，碘，碘化物以及改性劑均勻混合制備 混合液體；上述混合液體與氧化鈦前驅體溶膠均勻混合后，經過加熱真空處理或 超聲加熱處理去除易揮發組分，具體制備步驟如下(1 )采用鈦金屬化合物通過水解或醇解制備穩定的氧化鈦前驅體溶膠；(2) 將碘，碘化物，改性劑放入到離子液體與有機溶劑以體積比為任意 比所組成的混合溶劑中攪拌，超聲處理混合均勻；(3) 將步驟(2)中所得混合溶液與步驟(l)中所得氧化鈦前驅體溶膠以體 積任意比混合，通過攪拌，超聲處理均勻混合；(4) 將步驟(3)中制備的混合液體通過加熱真空處理，直至去除可揮發的 組分，獲得粘稠的或固態的氧化鈦凝膠電解質；(5) 通過絲網印刷法、刮刀刮涂法、滾涂法或旋轉涂布法，將步驟(4) 中所得氧化鈦凝膠電解質涂覆在預先制備的染料敏化太陽能電池的工作電極的 表面上，然后蓋上對電極，組裝電池，即得到基于氧化鈦凝膠電解質的染料敏化 太陽能電池。
全文摘要
本發明公開了基于氧化鈦凝膠電解質的染料敏化太陽能電池及制備方法。本發明提供的基于氧化鈦凝膠電解質的染料敏化太陽能電池，電解質為氧化鈦凝膠電解質，它由氧化鈦前驅體溶膠，離子液體，碘，碘化物，改性劑和有機溶劑組成。制備電解質的方法如下氧化鈦前驅體溶膠利用鈦金屬化合物通過水解或醇解制備而成；將離子液體，有機溶劑，碘，碘化物以及改性劑均勻混合制備混合液體；上述混合液體與氧化鈦前驅體溶膠均勻混合后，經過加熱真空處理或超聲加熱處理去除易揮發組分。本發明成本低、方法簡單，易于控制，制備的準固態或固態電解質組分分布均勻，性能優越，所得染料敏化太陽能電池的穩定性和光電性能較高，適合于工業化生產。
文檔編號H01G9/20GK101635204SQ20091008928
公開日2010年1月27日 申請日期2009年7月13日 優先權日2009年7月13日
發明者劉建軍, 錦 翟, 金立國, 韋天新 申請人:北京理工大學