專利名稱：染料敏化電池用二氧化鈦-氧化鋅核殼結(jié)構(gòu)納米纖維膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽電池制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種染料敏化電池用二氧化鈦-氧化鋅核殼結(jié)構(gòu)納米纖維膜的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著社會、經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，不可再生能源如石油、煤炭等日益枯竭，人類的生存和發(fā)展正面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。尋找清潔、可再生能源已成為全球性問題。據(jù)估算，地球每年從太陽輻照獲得的能量約為人類全年能源消耗量的10萬倍，因此，太陽能的開發(fā)利用是新能源領(lǐng)域的重大課題?；诎雽w硅pn結(jié)原理的太陽電池是目前技術(shù)最為成熟的光電轉(zhuǎn)換器件，近年來，硅太陽電池規(guī)?；瘧玫牟椒フ鸩郊涌?。然而，高成本依然是光伏發(fā)電一個無法回避的現(xiàn)實。為此，全球范圍內(nèi)開發(fā)新型光伏器件的努力始終沒有停止。上世紀末，隨著納米技術(shù)的興起，一類新型的太陽電池即染料敏化太陽電池 (DSSC)應運而生。1991年，Gi^tzel首次報道了以釕配合物染料為敏化劑的半導體納米晶薄膜太陽電池，其光電轉(zhuǎn)換效率高于7%，引起科學界廣泛關(guān)注，被視為第三代太陽電池。經(jīng)研究努力，小尺寸DSSC的最高轉(zhuǎn)換效率已達11%，與非晶硅薄膜電池的水平相當，而成本不到硅電池的1/5。憑借明顯的成本優(yōu)勢和簡便的制作工藝，DSSC或?qū)⒃谖磥砉夥a(chǎn)業(yè)發(fā)展中成為硅電池的有力競爭者，應用潛力巨大。DSSC由納米結(jié)構(gòu)薄膜光陽極、FTO導電玻璃基體、敏化染料、電解質(zhì)及鍍鉬對電極組成。其工作原理如下敏化染料吸收光能，電子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)；FTO上的陽極膜作為電子受體接受激發(fā)態(tài)電子，同時，染料分子失去電子而呈氧化態(tài)；Γ/Ι3_電解質(zhì)中的Γ作為電子供體向氧化態(tài)染料分子提供電子而將其還原再生，If擴散到對電極得到電子被還原，從而完成光電化學反應循環(huán)。其中，光陽極膜是DSSC的核心部分和重點研究對象，其作用是對染料分子激發(fā)的電子進行接收和傳輸。常規(guī)的光陽極膜通常以二氧化鈦(TiO2)納米晶為原料。近20年， 大量研究者對納米晶光陽極膜進行了持續(xù)深入的研究，逐漸形成了相對成熟的實驗制備工藝。但這種光陽極膜也存在著一些固有缺陷，原因是納米晶粒間有著大量的晶界，比表面積巨大，表面懸掛鍵起著俘獲光生電子的陷阱作用，它們會使電子的壽命和擴散距離減小，復合幾率增加，制約著電池效率的提高。因此，對納米晶光陽極膜進行物理化學修飾來鈍化這種表面效應是提高DSSC性能的重要途徑，主要包括摻雜、TiCl4處理、表面包覆等方法。上述三種手段中，前兩者相對容易。不過，摻雜對電池效率的提高比較有限。TiCl4 處理的效果雖受到肯定，但技術(shù)趨于成熟。而包覆法在機理和技術(shù)上都較復雜，但對性能的提高更具潛力，且包覆物的選擇具有多樣性，因而吸引了更多的研究。由于納米晶薄膜表面態(tài)密度高，導致T^2導帶電子與氧化態(tài)染料或電解質(zhì)中電子受體的復合嚴重。而電荷復合正是制約DSSC效率提高的主要因素。為此，一些研究嘗試在納米晶表面包覆具有較高導帶位置的金屬氧化物薄層形成核-殼(Core-Shell)結(jié)構(gòu)來減小復合。即以TW2為核，以其它氧化物(ai0、Nb205、Al203、Mg0等)為殼的結(jié)構(gòu)。研究認為，包覆處理后會在殼層形成能量勢壘抑制TiO2導帶電子與染料及電解質(zhì)的復合，或是在核殼界面處形成偶極層來提高電子的注入效率。上述包覆物中，ZnO是效果較好的一種。原因除了形成勢壘外，還因為ZnO與 TiO2的禁帶寬度(A)相近，且SiO的導帶底(4》略高于TiO2,這樣的能帶結(jié)構(gòu)有利于提高兩者間的電荷分離效率，從而使電子能更快速地注入TiO2并傳輸至基體上，也有助于電池效率提高。如C. H. Huang等用水熱法對TW2納米晶做ZnO包覆處理，X. Z. Zhao等用磁控濺射進行相同包覆，DSSC的效率均得到明顯提高。與此同時，新型納米結(jié)構(gòu)也是DSSC光陽極膜研究的重要方向。如果以納米線、納米棒、納米管等一維納米結(jié)構(gòu)代替納米晶，由于它們的晶界較少，可有效減少其中的表面態(tài)對光生電子的俘獲，抑制電荷復合與此同時，新型納米結(jié)構(gòu)也是DSSC光陽極膜研究的重要方向。如果以納米線、納米棒、納米管等一維納米結(jié)構(gòu)代替納米晶，由于它們的晶界較少， 可有效減少其中的表面態(tài)陷阱對光生電子的俘獲，抑制電荷復合，加快電子的收集、傳輸速率，進而提高電池的性能。除一維納米結(jié)構(gòu)外，由靜電紡絲制得的(準一維)TiO2納米纖維膜近年來也開始用于DSSC光陽極。理論上，這種光陽極膜將取得與上述一維納米結(jié)構(gòu)薄膜相類似的效果。相關(guān)工作主要集中在新加坡的S. Ramakrishna，韓國的D. Y. Kim和日本的S. Shiratori等幾個小組。通常是將TW2前軀體溶液紡得的復合納米纖維膜直接沉積在FTO基體上，經(jīng)燒結(jié)形成光陽極。值得一提的是，靜電紡絲技術(shù)中還有一項特殊的同軸電紡工藝，即利用同軸的噴絲孔制備出內(nèi)外成分不同的核-殼(或稱皮-芯)結(jié)構(gòu)納米纖維。目前，這一工藝更多的是用于高聚物同軸納米纖維的制備。將它用于無機物同軸纖維制備時，需同時考慮紡絲和燒結(jié)兩個過程，工藝遠比前者復雜，因而研究較少，僅有未數(shù)不多的報道，典型的如D. R. Chen等電紡制備的LiCo02/Mg0同軸納米纖維，即用MgO實現(xiàn)對鋰電池正極材料LiCoA的包覆改性。以及他們制備的Ti02/Si02的同軸納米纖維用于光催化研究。據(jù)此推測，借助同軸電紡和燒結(jié)，預計也能形成以TW2為核心，以ZnO為殼層的納米纖維，實現(xiàn)表面包覆的效果，但目前沒有任何這方面的報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種染料敏化電池用二氧化鈦-氧化鋅核殼結(jié)構(gòu)納米纖維膜的制備方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案
1)配制PVAc(聚乙酸乙烯酯)質(zhì)量百分含量為15wt.%的DMF (N，N-二甲基甲酰胺)溶液，將體積為DMF溶液25%的表面活性劑Triton X-100 (曲拉通)，質(zhì)量2倍于PVAc的TiP (鈦酸異丙酯)，以及和PVAc質(zhì)量相同的C4H6O4Zn ·2Η20 (二水合醋酸鋅)加入到DMF溶液中， 經(jīng)磁力攪拌他獲得Ti02/Zn0的復合前驅(qū)體旋涂液；并用旋涂儀將其旋涂在FTO導電玻璃上形成一層的旋涂層，旋涂儀轉(zhuǎn)速為2000r · mirT1，旋涂時間為30s ；
2)配制PVAc質(zhì)量百分含量為11.5wt. %的DMF溶液，將體積為DMF溶液15%的表面活性劑iTriton X-100,以及和PVAc質(zhì)量相同的C4H6O4Zn · 2H20加入到DMF溶液中，經(jīng)磁力攪拌他獲得ZnO前驅(qū)體紡絲液；配制PVAc質(zhì)量百分含量為11. 5wt. %的DMF溶液，將體積為 DMF溶液15%的表面活性劑Triton X-100，體積為DMF溶液10%的HAc (冰醋酸)，以及質(zhì)量2倍于PVAc的TiP加入到DMF溶液中，經(jīng)磁力攪拌他獲得TW2前驅(qū)體紡絲液；將aiO、Ti& 兩種前驅(qū)體紡絲液分別裝入到兩個注射器中，在同軸噴絲頭和接收裝置間加高電壓，帶電液滴在電場的作用下克服自身的表面張力形成噴射細流，由兩個微量注射泵分別控制兩種前驅(qū)體紡絲液的擠出速率；隨著溶劑揮發(fā)，噴射細流固化形成核殼結(jié)構(gòu)的纖維，以無序狀態(tài)直接收集在經(jīng)旋涂處理的FTO導電玻璃上形成復合纖維膜，F(xiàn)TO玻璃由接收裝置固定；
3)紡絲30min后(對應燒結(jié)后的薄膜厚度約為10 μ m,即光陽極膜的有效厚度)，將收集到的復合纖維膜干燥后放入馬弗爐燒結(jié)，以1。C · HiirT1的速率升溫至480。C后保溫lh，得到核-殼結(jié)構(gòu)的Ti02/Zn0納米纖維膜。用Ti02/Zn0核殼結(jié)構(gòu)納米纖維膜和TiA納米纖維膜、N719敏化染料、Γ/If標準電解質(zhì)及鍍Pt對電極組裝電池，進行相關(guān)表征和測試，并比較兩類電池間的性能差異， 測試主要包括/-K特性曲線和光電流作用譜。/-ζ曲線測試系統(tǒng)由模擬太陽光源的氙燈、 數(shù)字源表等組成。通過/-Z曲線，可得到電池的開路電壓(I)、短路電流(/%)、填充因子 (伊)和轉(zhuǎn)換效率(/7)四個參數(shù)，其中，轉(zhuǎn)換效率η是評價太陽電池性能的最基本參數(shù)， 定義為電池最大輸出功率與輸入功率之比，可通過如下公式計算7 = Pj Pin =、FFXISCXVJ/Pin。光電流作用譜是IPCE與入射光波長之間的關(guān)系曲線，通過QE/ IPCE測量系統(tǒng)測定。所謂的IPCE即入射單色光子-電子轉(zhuǎn)化效率，定義為單位時間內(nèi)產(chǎn)生的光生電子數(shù)Afe與入射單色光子數(shù)餘之比，反映的是電池在不同波長處的光電轉(zhuǎn)化情況，也是影響短路電流4的最關(guān)鍵因素。IPCE可以表示為三個因子的乘積，即IPCEp)= LHE(A) X (PinjX Φc,躺LHE(A)表示光的捕獲效率，表示電子的注入效率，Oc則為電子的收集效率。本發(fā)明具有的有益效果是
背景技術(shù)：
部分前已述及，對光陽極膜進行表面包覆等物理化學修飾，以及開發(fā)新型的納米結(jié)構(gòu)陽極膜，都是實現(xiàn)DSSC性能提高的重要途徑。本發(fā)明采用獨特的同軸電紡技術(shù)制備出用于DSSC光陽極的Ti02/Zn0核殼結(jié)構(gòu)納米纖維膜。這種工藝可同時實現(xiàn)準一維納米結(jié)構(gòu)形成以及抑制電荷復合的殼層包覆處理兩種過程。準一維納米結(jié)構(gòu)的晶界較少，較少了導帶電子與氧化態(tài)敏化染料及電解質(zhì)電子受體I3-間的復合，即增加了電子的收集效率 Φε，提高了 IPCE以及短路電流/%。電池的開路電壓^取決于TiO2準費米能級與電解質(zhì)氧化還原對電勢之差，ZnO殼層的引入，抬高了 TW2納米纖維膜的準費米能級，意味著電池的匕提高了。相應地，電池總的轉(zhuǎn)換效率η也得到提高?？梢?，二者的協(xié)同作用能更好地提高了電池的性能。


圖1是靜電紡絲過程的示意圖。圖中1、TiO2前驅(qū)體紡絲液，2、ZnO前驅(qū)體紡絲液，3、注射器，4、注射器，5、同軸噴絲頭，6、接收裝置，7、高壓電源，8、微量注射泵，9、微量注射泵，10、導電玻璃，11、復合纖維膜。圖2為實施例1制得的Ti02/Zn0核-殼結(jié)構(gòu)納米纖維膜的SEM (掃描電鏡)照片。圖3為施例1制得的Ti02/Zn0核殼結(jié)構(gòu)納米纖維膜的XPS能譜圖及TEM (透射電鏡)照片。圖4為施例1制得的Ti02/Zn0核殼結(jié)構(gòu)納米纖維膜與TW2納米纖維膜組裝的DSSC的IPCE光電流作用譜對比。圖5為施例1制得的Ti02/Zn0核殼結(jié)構(gòu)納米纖維膜與TW2納米纖維膜組裝的DSSC 的/-K特性曲線對比。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。實施例1
將0. 68g高聚物PVAc加入到細1 DMF有機溶劑中形成質(zhì)量百分含量為15wt. %的溶液，在該溶液中加入Iml Triton X-100,1. 36g TiP，以及0. 68g C4H6O4Zn ·2Η20，經(jīng)磁力攪拌 8h獲得澄清、粘稠的Ti02/Zn0的復合前驅(qū)體旋涂液；并用旋涂儀將其旋涂在經(jīng)丙酮和無水乙醇超聲清洗的FTO導電玻璃上形成一層的旋涂層，旋涂儀轉(zhuǎn)速為2000r · mirT1，所用旋涂時間為30s。將0. 52g PVAc加入到DMF中形成質(zhì)量百分含量為11. 5wt. %的溶液，同樣的溶液配制兩份，即溶液I和溶液II ；在溶液I中加入0. 6ml Triton X-100和0. 52g C4H6O4Zn · 2H20,磁力攪拌8h獲得ZnO的前驅(qū)體紡絲液1。在溶液II中加入0. 6ml Triton X-100,0. 4ml HAc,以及1. 04g TiP，磁力攪拌8h獲得11 的前驅(qū)體紡絲液2。將SiO前驅(qū)體紡絲液1和TiA前驅(qū)體紡絲液2分別裝入到兩個注射器3和4中，在同軸噴絲頭5和接收裝置6間加16KV的高電壓，噴絲頭到接收板的距離是12cm，帶電液滴在電場的作用下克服自身的表面張力形成噴射細流。由兩臺微量注射泵8和9分別控制注射器3和4的擠出速率，即殼層的擠出速率為0. 7ml/h,核層的擠出速率為0. 4ml/h ；隨著溶劑揮發(fā)，噴射細流固化形成核殼結(jié)構(gòu)的纖維，以無序狀態(tài)直接收集在經(jīng)旋涂處理的FTO導電玻璃10上形成復合纖維膜11，如圖1所示；紡絲30min后，將收集到的復合纖維膜11干燥后放入馬弗爐燒結(jié)，以1。C .mirT1的速率升溫至480。C后保溫lh，得到Ti02/Zn0核殼結(jié)構(gòu)納米纖維膜。圖 2為該實施例制得的Ti02/Zn0核殼結(jié)構(gòu)納米纖維膜的掃描電鏡照片。用Ti02/Zn0核殼結(jié)構(gòu)納米纖維膜和TW2納米纖維膜、N719敏化染料、Γ/廠標準電解質(zhì)及鍍Pt對電極組裝電池，進行相關(guān)表征和測試，并比較兩類電池間的性能差異。圖 3為所得納米纖維膜的XPS能譜圖及透射電鏡照片，證實了 Ti02/Zn0核-殼結(jié)構(gòu)的形成；圖 4為組裝的兩類DSSC的光電流作用譜的對比，基于Ti02/Zn0陽極膜的DSSC的IPCE高于純 TiO2膜的DSSC;圖5為組裝的兩類DSSC的/-K特性曲線對比。純TiO2膜DSSC的^ = 0.7 Y, Isc = 10. 6mA ‘ cm2, FF = 60. 2%, /7=4. 5% ；而 SiO 殼層包覆后 Voc = 0. 75V, Jsc = 11. 4 mA'cm-2,FF = 62.2%，η = 5.3%。其中，最關(guān)鍵的光電轉(zhuǎn)換效率從4. 5%提高到5. 3%，提高了 18%。實施例2
將0. 68g高聚物PVAc加入到細1 DMF有機溶劑中形成質(zhì)量百分含量為15wt. %的溶液，在該溶液中加入Iml Triton X-100,1. 36g TiP，以及0. 68g C4H6O4Zn ·2Η20，經(jīng)磁力攪拌 8h獲得澄清、粘稠的Ti02/Zn0的復合前驅(qū)體旋涂液；并用旋涂儀將其旋涂在經(jīng)丙酮和無水乙醇超聲清洗的FTO導電玻璃上形成一層的旋涂層，旋涂儀轉(zhuǎn)速為2000r · mirT1，所用旋涂時間為30s。將0. 52g PVAc加入到DMF中形成質(zhì)量百分含量為11. 5wt. %的溶液，同樣的溶液配制兩份，即溶液I和溶液II ；在溶液I中加入0. 6ml Triton X-IOO和0. 52g C4H6O4Zn · 2H20,磁力攪拌8h獲得ZnO的前驅(qū)體紡絲液1。在溶液II中加入0. 6ml Triton X-100,0. 4ml HAc,以及1. 04g TiP，磁力攪拌8h獲得11 的前驅(qū)體紡絲液2。將SiO前驅(qū)體紡絲液1和TiA前驅(qū)體紡絲液2分別裝入到兩個注射器3和4中，在同軸噴絲頭5和接收裝置6間加16KV的高電壓，噴絲頭到接收板的距離是12cm，帶電液滴在電場的作用下克服自身的表面張力形成噴射細流。由兩臺微量注射泵8和9分別控制注射器3和4的擠出速率，即殼層的擠出速率為0. 6ml/h,核層的擠出速率為0. 5ml/h ；隨著溶劑揮發(fā)，噴射細流固化形成核殼結(jié)構(gòu)的纖維，以無序狀態(tài)直接收集在經(jīng)旋涂處理的FTO導電玻璃10上形成復合纖維膜11，如圖1所示；紡絲30min后，將收集到的復合纖維膜11干燥后放入馬弗爐燒結(jié)，以1。C .HiirT1的速率升溫至480。C后保溫lh，得到Ti02/Zn0核殼結(jié)構(gòu)納米纖維膜。圖 2為該實施例制得的核殼結(jié)構(gòu)納米纖維膜的掃描電鏡照片。用Ti02/Zn0核殼結(jié)構(gòu)納米纖維膜和TW2納米纖維膜、N719敏化染料、Γ/廠標準電解質(zhì)及鍍Pt對電極組裝電池，進行相關(guān)表征和測試，并比較兩類電池間的性能差異。表征與性能測試的過程及結(jié)果與實施例1中的相似，相關(guān)數(shù)據(jù)和圖片未列出。其中，最關(guān)鍵的光電轉(zhuǎn)換效率從4. 5%提高到5. 7%，提高了 27%。實施例3
將0. 68g高聚物PVAc加入到細1 DMF有機溶劑中形成質(zhì)量百分含量為15wt. %的溶液，在該溶液中加入Iml Triton X-100,1. 36g TiP，以及0. 68g C4H6O4Zn ·2Η20，經(jīng)磁力攪拌 8h獲得澄清、粘稠的Ti02/Zn0的復合前驅(qū)體旋涂液；并用旋涂儀將其旋涂在經(jīng)丙酮和無水乙醇超聲清洗的FTO導電玻璃上形成一層的旋涂層，旋涂儀轉(zhuǎn)速為2000r ^mirT1,所用旋涂時間為30s。將0. 52g PVAc加入到DMF中形成質(zhì)量百分含量為11. 5wt. %的溶液，同樣的溶液配制兩份，即溶液I和溶液II ；在溶液I中加入0. 6 ml Triton X-100和0. 52g C4H6O4Zn · 2H20,磁力攪拌8h獲得ZnO的前驅(qū)體紡絲液1。在溶液II中加入0. 6ml Triton X-100,0. 4ml HAc,以及1. 04g TiP，磁力攪拌8h獲得11 的前驅(qū)體紡絲液2。將SiO前驅(qū)體紡絲液1和TiA前驅(qū)體紡絲液2分別裝入到兩個注射器3和4中，在同軸噴絲頭5和接收裝置6間加16KV的高電壓，噴絲頭到接收板的距離是12cm，帶電液滴在電場的作用下克服自身的表面張力形成噴射細流。由兩臺微量注射泵8和9分別控制注射器3和4的擠出速率，即殼層的擠出速率為0. 5ml/h,核層的擠出速率為0. 6ml/h ；隨著溶劑揮發(fā)，噴射細流固化形成核殼結(jié)構(gòu)的纖維，以無序狀態(tài)直接收集在經(jīng)旋涂處理的FTO導電玻璃10上形成復合纖維膜11，如圖1所示；紡絲30min后，將收集到的復合纖維膜11干燥后放入馬弗爐燒結(jié)，以1。C .HiirT1的速率升溫至480。C后保溫lh，得到Ti02/Zn0核殼結(jié)構(gòu)納米纖維膜。圖 2為該實施例制得的核殼結(jié)構(gòu)納米纖維膜的掃描電鏡照片。用Ti02/Zn0核殼結(jié)構(gòu)納米纖維膜和TW2納米纖維膜、N719敏化染料、Γ/廠標準電解質(zhì)及鍍Pt對電極組裝電池，進行相關(guān)表征和測試，并比較兩類電池間的性能差異。表征與性能測試的過程及結(jié)果與實施例1中的相似，相關(guān)數(shù)據(jù)和圖片未列出。其中，最關(guān)鍵的光電轉(zhuǎn)換效率從4. 5%提高到5. 5%，提高了 22%。
權(quán)利要求
1.一種染料敏化電池用二氧化鈦-氧化鋅核殼結(jié)構(gòu)納米纖維膜的制備方法，其特征在于該方法的步驟如下1)配制PVAc質(zhì)量百分含量為15wt.%的DMF溶液，將體積為DMF溶液25%的表面活性劑Triton X-100，質(zhì)量2倍于PVAc的TiP,以及和PVAc質(zhì)量相同的C4H6O4Zn · 2H20加入到 DMF溶液中；經(jīng)磁力攪拌他獲得Ti02/Zn0復合前驅(qū)體旋涂液，并用旋涂儀將其旋涂在FTO 導電玻璃上形成一層的旋涂層；2)配制PVAc質(zhì)量百分含量為11.5wt. %的DMF溶液，將體積為DMF溶液15%的表面活性劑iTriton X-100,以及和PVAc質(zhì)量相同的C4H6O4Zn · 2H20加入到DMF溶液中，經(jīng)磁力攪拌他獲得ZnO前驅(qū)體紡絲液(1);配制PVAc質(zhì)量百分含量為11. 5wt. %的DMF溶液，將體積為DMF溶液15%的表面活性劑Triton X-100，體積為DMF溶液10%的HAc，以及質(zhì)量2倍于 PVAc的TiP加入到DMF溶液中，經(jīng)磁力攪拌他獲得TW2前驅(qū)體紡絲液(2)；將前驅(qū)體紡絲液(1)和(2)分別裝入到注射器(3)和(4)中，在同軸噴絲頭(5)和接收裝置(6)間加高電壓(7)，帶電液滴在電場的作用下克服自身的表面張力形成噴射細流，由微量注射泵(8)和(9)分別控制(3)和(4)的擠出速率；隨著溶劑揮發(fā)，噴射細流固化形成核-殼結(jié)構(gòu)的纖維， 以無序狀態(tài)直接收集在經(jīng)旋涂處理的FTO導電玻璃(10)上形成復合纖維膜(11)，F(xiàn)T0玻璃(10)由接收裝置(6)固定；3)紡絲30min后，將收集到的纖維膜(11)干燥后放入馬弗爐燒結(jié)，以1。C^irT1的速率升溫至48(T C后保溫lh，得到核殼結(jié)構(gòu)的Ti02/Zn0納米纖維膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種染料敏化電池用二氧化鈦-氧化鋅核殼結(jié)構(gòu)納米纖維膜的制備方法，其特征在于所述步驟1)中采用的旋涂儀轉(zhuǎn)速為2000r ^irT1,旋涂時間為 30s。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種染料敏化電池用二氧化鈦-氧化鋅核殼結(jié)構(gòu)納米纖維膜的制備方法，其特征在于所述步驟2)中微量注射泵(8)即殼層的擠出速率為0. 5^0. 7ml/ h，微量注射泵(9)即核層的擠出速率為0. 4^0. 6ml/h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種染料敏化電池用二氧化鈦-氧化鋅核殼結(jié)構(gòu)納米纖維膜的制備方法，其特征在于Ti02/Zn0核殼結(jié)構(gòu)納米纖維膜組裝的DSSC與TW2納米纖維膜組裝的DSSC相比，光電轉(zhuǎn)換效率η提高了 189Γ27%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種染料敏化電池用二氧化鈦-氧化鋅核殼結(jié)構(gòu)納米纖維膜的制備方法。光陽極膜是染料敏化太陽電池的核心部分，對光陽極膜進行表面包覆等物理化學修飾，以及開發(fā)新型的納米結(jié)構(gòu)光陽極膜，都是提高染料敏化太陽電池性能的重要途徑。本發(fā)明采用獨特的同軸靜電紡絲技術(shù)制備出用于染料敏化太陽電池光陽極的TiO2/ZnO核殼結(jié)構(gòu)納米纖維膜。這種工藝可同時實現(xiàn)準一維納米結(jié)構(gòu)形成以及抑制電荷復合的殼層包覆處理兩種過程。準一維納米結(jié)構(gòu)的晶界較少，較少了電子復合，提高了電池的短路電流Isc。殼層的引入則增加了電池的開路電壓Voc。相應地，電池總的轉(zhuǎn)換效率η得到了18%~27%的提高。
文檔編號H01M14/00GK102496471SQ201110399850
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者宋立新, 席珍強, 杜平凡, 熊杰 申請人:浙江理工大學