丝网印刷制备染料敏化太阳能电池

染料敏化太阳能电池(DSSC)是太阳能电池研究的热点领域之一,使用丝网印刷技术制备以纳米晶多孔TiO_(2)薄膜为光阳极的DSSC具有低成本、简单的制备工艺和高的光电转换效率(PCE)的特点,这类太阳能电池受到人们广泛关注。为了提高这类太阳能电池的光电转换效率,通过采用不同网目相同印刷胶体制备了太阳能电池的光阳极优化印刷工艺十分重要,采用不同网目的方法研究印刷工艺对太阳能电池光伏性能的影响是十分有效的。用溶胶-凝胶法制备了TiO_(2)胶体,通过扫描电镜看出TiO_(2)薄膜具有多孔结构,其高比表面积有利于薄膜对染料分子的吸附,也有利于提高电池对太阳光的吸收率。经过高温烧结后丝网印刷的TiO_(2)薄膜展现了明显的锐钛矿结构较窄衍射峰,意味着TiO_(2)颗粒已经完全晶化且粒径增加。制备目数从100增到300导致网孔直径减少而薄膜变得更加致密,使得TiO_(2)薄膜的XRD衍射峰逐渐增强,而从300目增到400目时由于网孔过小导致TiO_(2)胶体通过网孔数量变小使得衍射峰强度下降。用不同网目印刷了单层TiO_(2)光阳极研究DSSCs光伏性能的变化情况,发现制备目数是200目和300目印刷太阳能电池的性能较好,而400网目印刷太阳能电池的性能最差,这与XRD观察的结果一致。再分别采用网目为100目、200目、300目和400目的印网将胶体印刷成了多层TiO_(2)薄膜,以此为基础组装DSSC。实验结果表明:通过不同组合网目的丝网印刷制备TiO_(2)薄膜,组装后的染料敏化太阳能电池的光电转换效率得到了显著提升,其中以300目+200目+100目三层叠印时得到的优化光阳极的最高电池效率达到6.9%。以丝网印刷的方法制备电极不需要进行任何化学处理,在较高网目制备底层的情况下印刷的薄膜均匀牢固,且电池制备的步骤简单、重复性好,能量转换效率较高。