一種氧化鋅吸收薄膜的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽能電池技術領域，具體涉及一種氧化鋅吸收薄膜的制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的飛速發(fā)展和世界人口的迅猛增加，全球能源需求量在逐年增加，大力發(fā)展太陽能電池將是解決未來世界能源危機最為重要的途徑之一。染料敏化太陽能電池作為一種新型的太陽能電池，其原料來源豐富、成本低廉、生產工藝簡單且能耗低，現已成為各國研宄的熱點。而氧化鋅是一種寬帶隙(3.3eV)半導體材料，它具有光學性能好、電子迀移率高、來源豐富以及熱穩(wěn)定性能好等優(yōu)點，十分適合作為染料敏化太陽能電池的光陽極。
[0003]傳統(tǒng)的氧化鋅基染料敏化太陽能電池的氧化鋅吸收薄膜是先通過水熱法或溶膠-凝膠法等方法在導電玻璃上沉積一層氧化鋅納米晶薄膜，然后將制備好的氧化鋅薄膜浸泡在染料溶液中數小時，最后干燥所得。這種制備方法過程繁瑣，耗時長而且染料不易于充分吸附在氧化鋅納米晶上，使得光生載流子較少，導致了染料敏化太陽能電池的短路電流較低，最終所得的太陽能電池的光電轉換效率較小。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明針對現有技術存在的上述不足，提出一種氧化鋅吸收薄膜的制備方法。
[0005]為了實現上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案:
[0006]一種氧化鋅吸收薄膜的制備方法，具體步驟如下:
[0007](I)將導電襯底依次置于丙酮、乙醇和去離子水中進行超聲清洗，然后用N2吹干，得到洗凈導電襯底；
[0008](2)在室溫下，將洗凈導電襯底浸入第一混合溶液中，然后在去離子水中浸洗后得到第一導電襯底，所述第一混合溶液的成分及濃度如下:1?10g/l SnCljP 0.01?0.03mol/l HCl；
[0009](3)在室溫下，將第一導電襯底先浸入I?5g/l AgNO3*，再浸入第二混合溶液中，然后在去離子水中浸洗后得到第二導電襯底，所述第二混合溶液的成分及濃度如下:0.1 ?0.5g/l PdCljP 0.01 ?0.03mol/l HCl ；
[0010](4)在恒溫60?80°C下，將第二導電襯底浸入第三混合溶液中，用去離子水清洗后，得到第三導電襯底，所述第三混合溶液的成分及濃度如下:0.01?0.lmol/1 Zn(NO3)2,0.01?0.lmol/1 二甲氨基硼烷溶液和10?200 ymol/l染料；
[0011](5)將第三導電襯底先在70?80°C下干燥，再在120?150°C下干燥，得到所述氧化鋅吸收薄膜。
[0012]步驟⑵中，洗凈導電襯底浸入第一混合溶液中的時間為I?5min。
[0013]步驟(3)中，第一導電襯底先浸入AgNO3中的時間為I?3min，浸入第二混合溶液中的時間為I?3min。
[0014]步驟(4)中，第二導電襯底浸入第三混合溶液中的時間為2?6h。
[0015]步驟(5)中，第三導電襯底先在70?80°C下干燥的時間為30?60min，120?150°C下干燥的時間為30?60min。
[0016]所述的導電襯底為ITO導電玻璃、FTO導電玻璃、Al箔或不銹鋼箔。
[0017]所述的染料為玫瑰紅、曙紅Y、溴酚藍、亞甲基藍、花青素、香豆素、N719、Z719或
N3o
[0018]與現有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0019](I)本發(fā)明采用一步法在導電襯底上制備的染料敏化氧化鋅吸收薄膜，與常規(guī)制備方法相比，省去了染料單獨敏化的步驟，耗時短而且生長氧化鋅納米晶的同時進行染料的敏化，可以使大部分的氧化鋅晶粒周圍吸附染料，提高了染料敏化太陽能電池的短路電流密度，從而大大提升了太陽能電池的光電轉換效率。
[0020](2)本發(fā)明所述制備方法無需真空和高溫的環(huán)境，工藝簡單，設備易得且耗能低，適用于大規(guī)模工業(yè)生產，可廣泛應用于染料敏化太陽能電池領域。
【附圖說明】
[0021]圖1是實施例1制備而得的氧化鋅吸收薄膜的掃描電子顯微鏡照片。
[0022]圖2是實施例2制備而得的氧化鋅吸收薄膜的掃描電子顯微鏡照片。
[0023]圖3是實施例1和實施例2制備而得的氧化鋅吸收薄膜的吸光度曲線。
【具體實施方式】
[0024]以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0025]實施例1
[0026]一種氧化鋅吸收薄膜的制備方法，具體步驟如下:
[0027]本實施例以ITO導電玻璃為導電襯底，以曙紅Y為染料，
[0028](I)將導電襯底依次置于丙酮、乙醇和去離子水中進行超聲清洗，然后用N2吹干，得到洗凈導電襯底；
[0029](2)在室溫下，將洗凈導電襯底浸入第一混合溶液中，然后在去離子水中浸洗后得到第一導電襯底，所述第一混合溶液的成分及濃度如下:lg/l SnCljP 0.0lmol/1 HCl ；
[0030](3)在室溫下，將第一導電襯底先浸入lg/lAgN03*，再浸入第二混合溶液中，最終使無導電性的柔性襯底表面吸附足夠量的Pd粒子，然后在去離子水中浸洗后得到第二導電襯底，所述第二混合溶液的成分及濃度如下:0.lg/1 PdCljP 0.0lmol/1 HCl ；
[0031 ] (4)在恒溫60°C下，將第二導電襯底浸入第三混合溶液中，用去離子水清洗后，得到第三導電襯底，所述第三混合溶液的成分及濃度如下:0.0 lmol/1 Zn(NO3)2^0.0lmol/1 二甲氨基硼燒溶液和10 μ mo 1/1染料；
[0032](5)將第三導電襯底先在70°C下干燥，再在120°C下干燥，得到所述氧化鋅吸收薄膜。
[0033]步驟(2)中，洗凈導電襯底浸入第一混合溶液中的時間為lmin。
[0034]步驟(3)中，第一導電襯底先浸入AgNO3中的時間為Imin，浸入第二混合溶液中的時間為lmin。
[0035]步驟(4)中，第二導電襯底浸入第三混合溶液中的時間為2h。
[0036]步驟(5)中，第三導電襯底先在70°C下干燥的時間為60min，120°C下干燥的時間為 60mino
[0037]實施例2
[0038]一種氧化鋅吸收薄膜的制備方法，具體步驟如下:
[0039]本實施例以FTO導電玻璃為導電襯底，以玫瑰紅為染料，
[0040](I)將導電襯底依次置于丙酮、乙醇和去離子水中進行超聲清洗，然后用N2吹干，得到洗凈導電襯底；
[0041](2)在室溫下，將洗凈導電襯底浸入第一混合溶液中，然后在去離子水中浸洗后得到第一導電襯底，所述第一混合溶液的成分及濃度如下:10g/l SnCljP 0.03mol/l HCl ；
[0042](3)在室溫下，將第一導電襯底先浸入5g/l AgNO3*，再浸入第二混合溶液中，然后在去離子水中浸洗后得到第二導電襯底，所述第二混合溶液的成分及濃度如下:0.5g/lPdCl2^P 0.03mol/l HCl ；
[0043](4)在恒溫80°C下，將第二導電襯底浸入第三混合溶液中，用去離子水清洗后，得到第三導電襯底，所述第三混合溶液的成分及濃度如下:0.lmol/1 Zn(NO3)2^0.lmol/1 二甲氨基硼烷溶液和200 ymol/l染料；
[0044](5)將第三導電襯底先在80°C下干燥，再在150°C下干燥，得到所述氧化鋅吸收薄膜。