專(zhuān)利名稱(chēng)：大面積制備染料敏化太陽(yáng)能電池中復(fù)合金屬網(wǎng)格與背電極的隔離方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于大面積制備染料敏化太陽(yáng)能電池中復(fù)合金屬網(wǎng)格與背電極的隔離方法，屬于太陽(yáng)能光電利用領(lǐng)域，也屬于納米技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
法國(guó)科學(xué)家Henri Becquerel于1839年首次觀察到光電轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，但是直到1%4 年第一個(gè)可實(shí)用性的半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池的問(wèn)世，“將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能”的想法才得以真正成為現(xiàn)實(shí)。太陽(yáng)能電池有多種類(lèi)型，如果所使用的材料是在可見(jiàn)區(qū)有一定吸收的窄帶隙半導(dǎo)體材料，則這類(lèi)太陽(yáng)能電池又稱(chēng)為半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池。雖然寬帶隙半導(dǎo)體本身捕獲太陽(yáng)光的能力非常差，但如果將適當(dāng)?shù)母叻肿尤玖衔降桨雽?dǎo)體表面上，借助于染料對(duì)可見(jiàn)光的強(qiáng)吸收，則可以將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，從而提高太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)化效率，這種電池稱(chēng)為染料敏化太陽(yáng)能電池。1991年，瑞士科學(xué)家Gratzel等人將納米技術(shù)應(yīng)用到染料敏化太陽(yáng)能電池中，使得其轉(zhuǎn)化效率提高到12%。由此，染料敏化納米晶太陽(yáng)能電池(即Gratzel電池) 隨之誕生并得以快速發(fā)展。染料敏化納米晶太陽(yáng)能電池的電極是在導(dǎo)電基底上沉積半導(dǎo)體納米顆粒膜形成的，因而具有較大的比表面積。由于只有與半導(dǎo)體膜直接接觸的染料才能將激發(fā)的電子注入至電極中，更大的比表面積能吸附更多有效吸附的染料，從而提高電池的效率。研究結(jié)果顯示，當(dāng)染料敏化太陽(yáng)能電池面積增大時(shí)，電池的性能出現(xiàn)了明顯的退化。具體表現(xiàn)在，電池的電流-電壓曲線(xiàn)的填充因子明顯減小，電池的光電轉(zhuǎn)化效率明顯降低。經(jīng)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)這一退化的最直接也是最主要的原因，是隨著電池的面積逐漸增大，電池基底采用的FTO導(dǎo)電玻璃的導(dǎo)電薄膜的電阻逐漸增大；當(dāng)染料經(jīng)過(guò)光激發(fā)產(chǎn)生的電子傳輸?shù)紽TO導(dǎo)電薄膜上之后，沒(méi)有及時(shí)的流經(jīng)外部電路供電，大部分的光生電流因此而消耗，從而影響電池的對(duì)外輸出功率。針對(duì)以上問(wèn)題，在先研究中，曾有人提出一種利用在FTO上濺射金屬網(wǎng)格來(lái)收集電子，用以減少光生電子在FTO導(dǎo)電薄膜上的損耗。傳統(tǒng)的金屬網(wǎng)格材料一般使用Pt、Au 等不易被電解液腐蝕的材料。這種方案的確在一定程度上解決了部分問(wèn)題，但是由于金屬網(wǎng)格的引入，導(dǎo)致了一個(gè)新的問(wèn)題的出現(xiàn)。由于DSSC的背電極Pt是金屬良性導(dǎo)體，這樣的話(huà)，在FTO的金屬網(wǎng)格-電解液-Pt背電極之間會(huì)形成一個(gè)電通路，形成短路，最終導(dǎo)致 DSSC無(wú)法正常工作。另外，Pt、Au等昂貴價(jià)格，阻礙了 DSSC的產(chǎn)業(yè)化實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述染料敏化電池電極結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)合金屬網(wǎng)格與背電極的隔離方法。該方法包括以下步驟1)在透明導(dǎo)電玻璃上濺射Ti和Al的復(fù)合金屬網(wǎng)格；
2)利用絲網(wǎng)印刷的方法在透明導(dǎo)電基底上采用TiA漿料制備TiA納米顆粒薄膜；3)將印刷了 TiO2I料的基底加熱，使得TiO2I料中的有機(jī)物充分揮發(fā)或氧化，利用復(fù)合金屬網(wǎng)格上層Ti金屬的氧化物作為隔離層，從而制備得到光電陽(yáng)極。所述步驟1)中首先濺射Al，然后濺射Ti。所述步驟1)中復(fù)合金屬網(wǎng)格材料Al在下層，作收集電子的作用，Ti在上層，表面能夠形成致密氧化層。所述步驟1)中濺射的Al金屬網(wǎng)格薄膜的厚度為80-200nm，優(yōu)選為150nm，Ti金屬網(wǎng)格薄膜的厚度為55-145nm，優(yōu)選為lOOnm。所述步驟2)中，印刷的絲網(wǎng)選擇300%目的聚脂絲網(wǎng)。所述步驟2)中絲網(wǎng)印刷制備的TiO2納米顆粒薄膜，顆粒平均粒徑在20-50nm之間，薄膜厚度在8-12 μ m之間，以保證該層薄膜有足夠的染料吸附能力以及良好的透光能力。所述步驟幻中將漿料印刷完畢后的基底在450_550°C下加熱1. 5-2. 5h，從而制得光電陽(yáng)極。所述步驟2)中的TiA漿料按照下述方法制備1)采用TiO2粉末、去離子水和冰醋酸混合研磨制得漿料A，然后在漿料A中加入乙醇，持續(xù)研磨混合液制得漿料B ；2)將漿料B轉(zhuǎn)移至攪拌器內(nèi)攪拌，加入香油腦，繼續(xù)攪拌，制得漿料C ；3)配制乙基纖維素溶于乙醇的溶液，并將該溶液與漿料C混合，持續(xù)攪拌，制得漿料D ；4)將漿料D進(jìn)行旋蒸，使得溶液中的乙醇充分蒸發(fā)，制得TiO2漿料；進(jìn)一步地，包括以下步驟1)采用TiO2粉末、去離子水和冰醋酸按照5 1 1的質(zhì)量比混合研磨8-12min 制得漿料A，然后在漿料A中加入60-100ml乙醇，持續(xù)研磨混合液8-12min制得漿料B ；2)將漿料B轉(zhuǎn)移至攪拌器在轉(zhuǎn)速1500-2500r/min條件下攪拌50-70min，加入 12ml-20mlml香油腦，繼續(xù)在轉(zhuǎn)速1500_2500r/min條件下攪拌50-70_min制得漿料C ；3)配制17_22ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%-12%的乙基纖維素溶于乙醇的溶液，并將該溶液與漿料C混合，在轉(zhuǎn)速1500-2500r/min-條件下持續(xù)攪拌50-70min，制得漿料D ；4)將漿料D進(jìn)行旋蒸，使得溶液中的乙醇充分蒸發(fā)，制得TiO2漿料；優(yōu)選地包括以下步驟1)采用TiO2粉末、去離子水和冰醋酸按照5 1 1的質(zhì)量比混合研磨IOmin制得漿料A，然后在漿料A中加入80ml乙醇，持續(xù)研磨混合液IOmin制得漿料B ；2)將漿料B轉(zhuǎn)移至攪拌器在轉(zhuǎn)速2000r/min條件下攪拌60min，加入15ml香油腦， 繼續(xù)在轉(zhuǎn)速2000r/min條件下攪拌60min制得漿料C ；3)配制20ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的乙基纖維素溶于乙醇的溶液，并將該溶液與漿料 C混合，在轉(zhuǎn)速2000r/min-條件下持續(xù)攪拌60min，制得漿料D ；4)漿料D在溫度150°C下旋蒸40min，使得溶液中的乙醇充分蒸發(fā)，制得TiO2漿料。所述TW2漿料可由Solaronix公司生產(chǎn)的Solaronix T/SP漿料所替代。
電池的封裝方法具體操作如下利用UV固化封裝邊框，將制備好的光電陽(yáng)極放在基臺(tái)上，點(diǎn)膠針頭按照絲網(wǎng)印刷的TW2薄膜圖形，在邊緣將UV膠點(diǎn)上。利用紫外光曝光預(yù)固化10秒左右，然后在薄膜電極上滴注電解液，最后將背電極Pt對(duì)準(zhǔn)壓合，進(jìn)行最終紫外光曝光固化，時(shí)間為lmin。封裝完畢。本發(fā)明提供的復(fù)合金屬網(wǎng)格與背電極的隔離方法是在制備了包含TW2薄膜以及 Al/Ti復(fù)合金屬導(dǎo)電網(wǎng)格的光伏電極結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，利用上層Ti金屬在適當(dāng)溫度退火下形成致密層，進(jìn)而將下層金屬Al與背電極隔離的方法。一方面，下層的金屬Al增加了光生電子的轉(zhuǎn)移能力，有效地減少了暗電流發(fā)生的可能性，并且減小了整個(gè)電池的內(nèi)阻，增大了電池的輸出功率；另一方面，Ti金屬在特定溫度退火條件下，表面會(huì)形成致密的氧化物薄膜，對(duì)下層Al表面有一定保護(hù)作用，阻止了氧進(jìn)一步擴(kuò)散進(jìn)Al金屬基體，這樣形成了氧化隔離層-金屬層的結(jié)構(gòu)，阻止了電解液與下層金屬Al的直接接觸，在保護(hù)有還原性的金屬Al不被電解液腐蝕的同時(shí)，也有效的解決了 DSSC內(nèi)部由于金屬網(wǎng)格存在而形成的短路問(wèn)題。另外，Al、Ti均屬于價(jià)格低廉的金屬，為 DSSC進(jìn)行工業(yè)化大生產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本發(fā)明提供的復(fù)合金屬網(wǎng)格與背電極的隔離方法具有以下優(yōu)點(diǎn)DTiO2薄膜結(jié)構(gòu)具有較高的透光率，有利于光線(xiàn)的充分吸收；同時(shí)合適的納米顆粒直徑具備足夠的染料吸附能力，可以在最大程度上吸附最多的染料，保證光生電子的數(shù)量；2)在TiO2薄膜周?chē)纬傻腁l金屬網(wǎng)格有助于光生電流的快速傳導(dǎo)，減少了暗電流的產(chǎn)生和透明導(dǎo)電薄膜內(nèi)阻引起的電流損失；同時(shí)利用上層Ti金屬的氧化隔離技術(shù)，有效的解決了封裝中Al金屬網(wǎng)格與電解液的隔離，避免了 DSSC內(nèi)部短路的問(wèn)題；3)價(jià)格低廉的Al、Ti金屬替代了先前工藝中的Pt、Au等貴重金屬，為DSSC進(jìn)行工業(yè)化大生產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例中濺射Al/Ti復(fù)合金屬網(wǎng)格圖形示意圖。 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中絲網(wǎng)印刷TiO2漿料之后電極結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為本發(fā)明實(shí)施例中退火后復(fù)合金屬網(wǎng)格形成結(jié)構(gòu)圖示。 圖4為本發(fā)明實(shí)施例的電極結(jié)構(gòu)截面示意圖。 圖5為電池封裝的工藝流程圖。 圖1-4中的附圖標(biāo)記說(shuō)明；
1:FT0導(dǎo)電薄膜
2金屬網(wǎng)格
其中底層為金屬Al。上層為金屬Ti，是退火氧化前的金屬形態(tài)。
3印刷完畢后TiA漿料在基底上的圖形.
4退火后表面Ti氧化后形成的致密的TiA隔離層 5:下層Al金屬網(wǎng)格
6 普通玻璃基底
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1復(fù)合金屬網(wǎng)格與背電極的隔離透明導(dǎo)電基片采用日本Nippon Sheet Glass公司的FTO (摻F的氧化錫)導(dǎo)電玻璃，將基片放置于超聲水浴清洗機(jī)中清洗完畢烘干，以供下一步制備流程。首先配制絲網(wǎng)印刷所需的TW2漿料，具體配制步驟如下1)在5克TW2粉末(德國(guó)Degussa公司生產(chǎn))中摻入Iml去離子水和Iml冰醋酸混合研磨lOmin，得到漿料A。然后在漿料A中緩慢加入80ml乙醇，加入時(shí)應(yīng)持續(xù)研磨混合液，此后繼續(xù)研磨約lOmin，制得漿料B ；2)將漿料B轉(zhuǎn)移至攪拌器在轉(zhuǎn)速2000r/min條件下攪拌60min，加入15ml香油腦， 繼續(xù)在轉(zhuǎn)速2000r/min條件下攪拌60min，制得漿料C ；3)配制20ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的乙基纖維素溶于乙醇的溶液，并將該溶液與漿料 C混合，在轉(zhuǎn)速2000r/min-條件下持續(xù)攪拌60min，制得漿料D ；4)將漿料D進(jìn)行旋蒸，使得溶液中的乙醇充分蒸發(fā)，制得TW2漿料。按照上述步驟配制好TW2漿料后，在FTO導(dǎo)電玻璃上濺射復(fù)合金屬網(wǎng)格，首先濺射金屬Al，厚度為150nm，作為第一層；然后濺射金屬Ti，厚度為lOOnm。濺射的具體圖形參見(jiàn)附圖1。下一步，在FTO導(dǎo)電玻璃基底上使用絲網(wǎng)印刷的方法進(jìn)行TW2薄膜的制備。絲網(wǎng)的參數(shù)為目數(shù)300、絲徑40 μ m、孔徑45 μ m、開(kāi)孔率觀％。首先將制備好的TiO2漿料印刷在玻璃基底上，印刷完畢后TW2漿料在基底上的圖形如圖2中的標(biāo)號(hào)3所示。再下一步，將印刷了漿料的基底在500°C下加熱2小時(shí)，使得TW2漿料中的有機(jī)物充分揮發(fā)或氧化，從而制備得到光電陽(yáng)極。先前濺射到FTO導(dǎo)電玻璃上的金屬網(wǎng)格經(jīng)過(guò)該2小時(shí)的500°C退火之后，在表面形成了一層致密的氧化物薄膜層，參見(jiàn)附圖3，該TiO2氧化層起到了隔離其下面金屬Al與電解液的接觸的作用。通過(guò)多種表征的測(cè)試可以發(fā)現(xiàn)用上述TW2漿料制備的薄膜厚度為10 μ m ；薄膜顆粒平均直徑為40nm ；薄膜體現(xiàn)出很好的光學(xué)透過(guò)性。在FTO玻璃基底上制備復(fù)合金屬網(wǎng)格，此處的金屬放棄了傳統(tǒng)的Au、Pt等昂貴金屬，而采用能夠形成致密氧化層的Ti和低電阻高導(dǎo)電的Al金屬，這樣退火后形成的帶有氧化物隔離層的金屬網(wǎng)格形貌如附圖3所示。 氧化層的厚度為300nm，其下的金屬層厚度為150nm。將上面制備的光電陽(yáng)極樣品組裝成面積為25cm2染料敏化太陽(yáng)能電池。本實(shí)施例制備的染料敏化太陽(yáng)能電池電流-電壓曲線(xiàn)的填充因子為0.66，光電轉(zhuǎn)化效率為5.96%。實(shí)施例2復(fù)合金屬網(wǎng)格與背電極的隔離透明導(dǎo)電基片采用日本Nippon Sheet Glass公司的FTO (摻F的氧化錫)導(dǎo)電玻璃，將基片放置于超聲水浴清洗機(jī)中清洗完畢烘干。按照實(shí)施例1的方法配制TIO2漿料后，在FTO導(dǎo)電玻璃上濺射復(fù)合金屬網(wǎng)格，首先濺射金屬Al，厚度為80nm，作為第一層；然后濺射金屬Ti，厚度為55nm。下一步，在FTO導(dǎo)電玻璃基底上使用絲網(wǎng)印刷的方法進(jìn)行TW2薄膜的制備。絲網(wǎng)的參數(shù)為目數(shù)300、絲徑40 μ m、孔徑45 μ m、開(kāi)孔率觀％。首先將制備好的TiO2漿料印刷在玻璃基底上。再下一步，將印刷了漿料的基底在500°C下加熱2小時(shí)，使得TW2漿料中的有機(jī)物充分揮發(fā)或氧化，從而制備得到光電陽(yáng)極。退火后氧化層的厚度為220nm，其下的金屬層厚度為80nm。將制備好的光電陽(yáng)極樣品組裝成面積為25cm2染料敏化太陽(yáng)能電池。本實(shí)施例制備的染料敏化太陽(yáng)能電池電流-電壓曲線(xiàn)的填充因子為0.63，光電轉(zhuǎn)化效率為5.83%。實(shí)施例3復(fù)合金屬網(wǎng)格與背電極的隔離透明導(dǎo)電基片采用日本Nippon Sheet Glass公司的FTO (摻F的氧化錫)導(dǎo)電玻璃，將基片放置于超聲水浴清洗機(jī)中清洗完畢烘干。按照實(shí)施例1的方法配制TIO2漿料后，在FTO導(dǎo)電玻璃上濺射復(fù)合金屬網(wǎng)格，首先濺射金屬Al，厚度為200nm，作為第一層；然后濺射金屬Ti，厚度為145nm。下一步，在FTO導(dǎo)電玻璃基底上使用絲網(wǎng)印刷的方法進(jìn)行TW2薄膜的制備。絲網(wǎng)的參數(shù)為目數(shù)300、絲徑40 μ m、孔徑45 μ m、開(kāi)孔率觀％。首先將制備好的TiO2漿料印刷在玻璃基底上。再下一步，將印刷了漿料的基底在500°C下加熱2小時(shí)，使得TW2漿料中的有機(jī)物充分揮發(fā)或氧化，從而制備得到光電陽(yáng)極。退火后氧化層的厚度為380nm，其下的金屬層厚度為200nm。將制備好的光電陽(yáng)極樣品組裝成面積為25cm2染料敏化太陽(yáng)能電池。本實(shí)施例制備的染料敏化太陽(yáng)能電池電流-電壓曲線(xiàn)的填充因子為0.61，光電轉(zhuǎn)化效率為5.80%。實(shí)施例4復(fù)合金屬網(wǎng)格與背電極的隔離透明導(dǎo)電基片采用日本Nippon Sheet Glass公司的FTO (摻F的氧化錫)導(dǎo)電玻璃，將基片放置于超聲水浴清洗機(jī)中清洗完畢烘干。按照實(shí)施例1的方法配制TIO2漿料后，在FTO導(dǎo)電玻璃上濺射復(fù)合金屬網(wǎng)格，首先濺射金屬Al，厚度為150nm，作為第一層；然后濺射金屬Ti，厚度為150nm。下一步，在FTO導(dǎo)電玻璃基底上使用絲網(wǎng)印刷的方法進(jìn)行TW2薄膜的制備。絲網(wǎng)的參數(shù)為目數(shù)300、絲徑40 μ m、孔徑45 μ m、開(kāi)孔率觀％。首先將制備好的TiO2漿料印刷在玻璃基底上。再下一步，將印刷了漿料的基底在500°C下加熱2小時(shí)，使得TW2漿料中的有機(jī)物充分揮發(fā)或氧化，從而制備得到光電陽(yáng)極。退火后氧化層的厚度為400nm，其下的金屬層厚度為150nm。
將制備好的光電陽(yáng)極樣品組裝成面積為25cm2染料敏化太陽(yáng)能電池。本實(shí)施例制備的染料敏化太陽(yáng)能電池電流-電壓曲線(xiàn)的填充因子為0. 53，光電轉(zhuǎn)化效率為5.70%。實(shí)施例5透明導(dǎo)電基片采用日本Nippon Sheet Glass公司的FTO (摻F的氧化錫)導(dǎo)電玻璃，將基片放置于超聲水浴清洗機(jī)中清洗完畢烘干。按照實(shí)施例1的方法配制TIO2漿料后，在FTO導(dǎo)電玻璃上濺射復(fù)合金屬網(wǎng)格，首先濺射金屬Al，厚度為150nm，作為第一層；然后濺射金屬Ti，厚度為50nm。下一步，在FTO導(dǎo)電玻璃基底上使用絲網(wǎng)印刷的方法進(jìn)行TW2薄膜的制備。絲網(wǎng)的參數(shù)為目數(shù)300、絲徑40 μ m、孔徑45 μ m、開(kāi)孔率觀％。首先將制備好的TiO2漿料印刷在玻璃基底上。再下一步，將印刷了漿料的基底在500°C下加熱2小時(shí)，使得TW2漿料中的有機(jī)物充分揮發(fā)或氧化，從而制備得到光電陽(yáng)極。退火后氧化層的厚度為200nm，其下的金屬層厚度為150nm。將制備好的光電陽(yáng)極樣品組裝成面積為25cm2染料敏化太陽(yáng)能電池。本實(shí)施例制備的染料敏化太陽(yáng)能電池電流-電壓曲線(xiàn)的填充因子為0. 56，光電轉(zhuǎn)化效率為5.76%。由實(shí)施例4和實(shí)施例5可知，雙層金屬網(wǎng)格中的頂層Ti的厚度會(huì)對(duì)DSSC的效率會(huì)有影響，當(dāng)Ti的厚度大于145nm時(shí)，氧化后的TiO2層會(huì)很厚，這樣會(huì)影響一部分光生電子直接通過(guò)該層TW2傳輸?shù)紸l上，導(dǎo)致效率有一定的下降。但是Ti也不能無(wú)限薄，當(dāng)Ti的厚度小于^nm時(shí)這樣會(huì)導(dǎo)致Ti氧化后無(wú)法完全覆蓋Al，同樣會(huì)使效率有所下降。以相同的TW2薄膜作為電極材料，利用Pt金屬網(wǎng)格的染料敏化太陽(yáng)能電池的電流-電壓曲線(xiàn)的填充因子(FF)為0.55，光電轉(zhuǎn)化效率為5. 45%。由該結(jié)果可知，本發(fā)明提供的方法在電池封裝過(guò)程中，利用退火過(guò)程中表面氧化形成的致密T^2氧化層的隔離作用，不需要對(duì)金屬網(wǎng)格進(jìn)行特殊的隔離處理，減少了工藝的復(fù)雜度，與現(xiàn)有的利用Pt金屬網(wǎng)格的染料敏化太陽(yáng)能電池相比，提高了染料敏化太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化效率，同時(shí)放棄使用Pt、Au等昂貴金屬后，令DSSC的制備成本大幅度下降，為工業(yè)化大生產(chǎn)提供了基礎(chǔ)。雖然，上文中已經(jīng)用一般性說(shuō)明具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合金屬網(wǎng)格與背電極的隔離方法，其特征在于，包括以下步驟1)在透明導(dǎo)電玻璃上濺射Ti和Al的復(fù)合金屬網(wǎng)格；2)利用TiA漿料采用絲網(wǎng)印刷的方法在透明導(dǎo)電基底上制備TiA納米顆粒薄膜；3)將印刷了TiO2I料的基底加熱，使得TiO2漿料中的有機(jī)物充分揮發(fā)或氧化，利用復(fù)合金屬網(wǎng)格上層Ti金屬的氧化物作為隔離層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合金屬網(wǎng)格與背電極的隔離方法，其特征在于，所述步驟 1)中首先濺射Al，然后濺射Ti。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合金屬網(wǎng)格與背電極的隔離方法，其特征在于，所述步驟 1)中濺射的Al金屬網(wǎng)格薄膜的厚度為80-200nm，Ti金屬網(wǎng)格薄膜的厚度為55-145nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合金屬網(wǎng)格與背電極的隔離方法，其特征在于，所述步驟1)中濺射的Al金屬網(wǎng)格薄膜的厚度為150nm，Ti金屬網(wǎng)格薄膜的厚度為lOOnm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合金屬網(wǎng)格與背電極的隔離方法，其特征在于，所述步驟2)中，印刷的絲網(wǎng)選擇300%目的聚脂絲網(wǎng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合金屬網(wǎng)格與背電極的隔離方法，其特征在于，所述步驟2)中絲網(wǎng)印刷制備的TiA納米顆粒薄膜，顆粒平均粒徑在20-50nm之間，薄膜厚度在 8-12 μ m 之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合金屬網(wǎng)格與背電極的隔離方法，其特征在于，所述步驟3)中將漿料印刷完畢后的基底在450-550°C下加熱1.5-2.證。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合金屬網(wǎng)格與背電極的隔離方法，其特征在于，所述步驟 3)中將漿料印刷完畢后的基底在500°C下加熱池。
全文摘要
本發(fā)明提供一種大面積制備的染料敏化太陽(yáng)能電池中復(fù)合金屬網(wǎng)格與背電極的隔離方法。其包括以下步驟1)在透明導(dǎo)電玻璃上濺射Ti和Al的復(fù)合金屬網(wǎng)格；2)利用TiO2漿料采用絲網(wǎng)印刷的方法在透明導(dǎo)電基底上制備TiO2納米顆粒薄膜；3)將印刷了TiO2漿料的基底加熱，使得TiO2漿料中的有機(jī)物充分揮發(fā)或氧化，利用復(fù)合金屬網(wǎng)格上層Ti金屬的氧化物作為隔離層。本發(fā)明提供的方法有效地解決了染料敏華太陽(yáng)能電池封裝中Al金屬網(wǎng)格與電解液的隔離，避免了DSSC內(nèi)部短路的問(wèn)題；并且采用了價(jià)格低廉的Al、Ti金屬替代了現(xiàn)有工藝中的Pt、Au等貴重金屬，為DSSC進(jìn)行工業(yè)化大生產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
文檔編號(hào)H01L51/44GK102324328SQ20111019504
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月12日
發(fā)明者劉力鋒, 康晉鋒, 楊飛, 王旭, 陸自清 申請(qǐng)人:北京大學(xué)