本發(fā)明涉及染料敏化太陽能電池光陽極材料及其制備方法，具體涉及一種偶氮苯-4,4'-二羧酸錳配合物與n719共敏化修飾tio2的染料敏化太陽能電池光陽極的制備方法。

背景技術(shù)：

光敏劑作為染料敏化太陽能電池(英文簡寫為dssc)的重要組成部分，在光電轉(zhuǎn)換效率方面起著至關(guān)重要的作用。目前為止光敏劑主要采用竣酸毗咤釘類化合物，然而它們在可見區(qū)吸收較窄，限制了可見光區(qū)的光子捕獲，使得電池的吸收光譜與太陽光譜不匹配，阻礙了dssc光電轉(zhuǎn)換效率的提高。因此研究全光譜敏化劑或共敏化劑至關(guān)重要。偶氮類金屬有機(jī)配位聚合物主要在紫光或藍(lán)光光區(qū)具有較強(qiáng)吸收，因此將偶氮類金屬有機(jī)配位聚合物材料用于染料敏化太陽能電池中能夠增強(qiáng)電池的光響應(yīng)范圍，提高電池對太陽光的利用率，從而提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。此外，通過改變偶氮類金屬有機(jī)配位聚合物的骨架結(jié)構(gòu)可以改變其能級結(jié)構(gòu)，使得偶氮類金屬有機(jī)配位聚合物作為染料敏化太陽能電池的光敏劑成為可能，為充分利用太陽光，進(jìn)而解決能源問題提供一種新途徑。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決tio2基染料敏化太陽能電池在可見光區(qū)吸收強(qiáng)度弱，tio2本身存在大量的缺陷態(tài)引發(fā)嚴(yán)重的界面光生載流子的復(fù)合，以及帶隙較寬所造成的光生電子由染料注入tio2導(dǎo)帶效率低，限制了電池光電轉(zhuǎn)換效率提高的問題，而提供了一種基于4-[(8-羥基-5-喹啉)偶氮]-苯磺酸錳配合物與n719共敏化修飾tio2的染料敏化太陽能電池光陽極的制備方法。一種基于偶氮苯-4,4'-二羧酸錳配合物與n719共敏化修飾tio2的染料敏化太陽能電池光陽極的制備方法具體是按以下步驟進(jìn)行的:

一.將所制得的藍(lán)光材料[mn(偶氮苯-4,4'-二羧酸)0.5(h2o)]n配合物溶于乙醇溶劑中獲得5×10^–4mol/l的配合物溶液。將0.25cm²的tio2陽極片浸于配合物溶液3h，并在室溫條件下干燥；

二.在乙腈和乙醇按1：1配比的溶液中溶于n719，獲得濃度為5×10^–4mol/l的n719溶液。將步驟一中浸泡后的tio2陽極片再浸泡在n719溶液中20小時，于室溫下干燥后得到共敏化的陽極膜片；

三.對電極是通過熱解法制備的鉑導(dǎo)電玻璃：將5mmh2ptcl6與干燥的異丙醇混合，在400°c條件下加熱10min獲得；

四.電解液的組成：溶質(zhì)為0.5mol/llii，0.05mol/li2和0.1mol/l叔丁基吡啶，溶劑為碳酸丙烯酯與無水乙腈按體積比為1：1的混合溶液；

五.以步驟二得到的tio2共敏化陽極膜片為光陽極，以步驟三得到的鉑導(dǎo)電玻璃為對電極，注入步驟四中制得的電解液，組裝成共敏化太陽能電池。

對基于[mn(偶氮苯-4,4'-二羧酸)0.5(h2o)]n配合物與n719共敏化修飾的tio2光陽極組成的共敏化太陽能電池和n719修飾的tio2光陽極組成的太陽能電池采用線性掃描伏安法進(jìn)行j-v測試，測試系統(tǒng)由模擬光源、太陽能電池和電化學(xué)工作站組成。氙燈光源為模擬光源，入射光強(qiáng)度為100mw/cm²。電池的交流阻抗頻率范圍0.05~10⁵hz,交流信號10mv,阻抗數(shù)據(jù)通過zsimpwin進(jìn)行模擬?；赱mn(偶氮苯-4,4'-二羧酸)0.5(h2o)]n配合物與n719共敏化修飾的tio2光陽極將n719修飾的tio2光陽極組成的太陽能電池光電流密度從8.09ma/cm²提高至17.71ma/cm²。光電流的提高說明電池對光的吸收增強(qiáng)，暗示[mn(偶氮苯-4,4'-二羧酸)0.5(h2o)]n配合物增加電池在太陽光譜紫外光區(qū)的吸收，拓寬電池對太陽光譜的響應(yīng)范圍，提高其對太陽光的吸收轉(zhuǎn)換，因此電池光電流密度增加，電池的光電轉(zhuǎn)換效率從4.0%提高至7.1%。

附圖說明

圖1是本發(fā)明具體實施方式一方法中[mn(偶氮苯-4,4'-二羧酸)0.5(h2o)]n配合物的晶體結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明配體偶氮苯-4,4'-二羧酸及具體實施方式一方法中[mn(偶氮苯-4,4'-二羧酸)0.5(h2o)]n配合物的熒光光譜圖；圖中-（a,a'）-表示配體偶氮苯-4,4'-二羧酸熒光光譜，-(b,b')-具體實施方式一方法中[mn(偶氮苯-4,4'-二羧酸)0.5(h2o)]n配合物的熒光光譜圖。圖3是具體實施方式二方法中基于[mn(偶氮苯-4,4'-二羧酸)0.5(h2o)]n配合物與n719共敏化修飾的tio2光陽極組成的共敏化太陽能電池和n719修飾的tio2光陽極組成的太陽能電池在模擬1.5g太陽光下的光電轉(zhuǎn)化效率，其中1為基于[mn(偶氮苯-4,4'-二羧酸)0.5(h2o)]n配合物與n719共敏化修飾的tio2光陽極組成的共敏化太陽能電池，2為n719修飾的tio2光陽極組成的太陽能電池。

具體實施方式

具體實施方式一:共敏化太陽能電池的組裝:將所制得的藍(lán)光材料[mn(偶氮苯-4,4'-二羧酸)0.5(h2o)]n配合物溶于乙醇溶劑中獲得5×10^–4mol/l的配合物溶液。將0.25cm²的tio2陽極片浸于配合物溶液3h，并在室溫條件下干燥；在乙腈和乙醇按1：1配比的溶液中溶于n719，獲得濃度為5×10^–4mol/l的n719溶液。將步驟一中浸泡后的tio2陽極片再浸泡在n719溶液中20小時，于室溫下干燥后得到共敏化的陽極膜片；對電極是通過熱解法制備的鉑導(dǎo)電玻璃：將5mmh2ptcl6與干燥的異丙醇混合，在400°c條件下加熱10min獲得；電解液的組成：溶質(zhì)為0.5mol/llii，0.05mol/li2和0.1mol/l叔丁基吡啶，溶劑為碳酸丙烯酯與無水乙腈按體積比為1：1的混合溶液；將上述得到的tio2共敏化陽極膜片為光陽極，以鉑導(dǎo)電玻璃為對電極，注入所制得的電解液，組裝成共敏化太陽能電池。

具體實施方式二:對基于[mn(偶氮苯-4,4'-二羧酸)0.5(h2o)]n配合物與n719共敏化修飾的tio2光陽極組成的共敏化太陽能電池和n719修飾的tio2光陽極組成的太陽能電池采用線性掃描伏安法進(jìn)行j-v測試，測試系統(tǒng)由模擬光源、太陽能電池和電化學(xué)工作站組成。氙燈光源為模擬光源，入射光強(qiáng)度為100mw/cm²。電池的交流阻抗頻率范圍0.05~10⁵hz,交流信號10mv,阻抗數(shù)據(jù)通過zsimpwin進(jìn)行模擬?；赱mn(偶氮苯-4,4'-二羧酸)0.5(h2o)]n配合物與n719共敏化修飾的tio2光陽極將n719修飾的tio2光陽極組成的太陽能電池光電流密度從8.09ma/cm²提高至17.71ma/cm²。光電流的提高說明電池對光的吸收增強(qiáng)，暗示[mn(偶氮苯-4,4'-二羧酸)0.5(h2o)]n配合物增加電池在太陽光譜紫外光區(qū)的吸收，拓寬電池對太陽光譜的響應(yīng)范圍，提高其對太陽光的吸收轉(zhuǎn)換，因此電池光電流密度增加，電池的光電轉(zhuǎn)換效率從4.0%提高至7.1%。