丝网印刷法制备柔性染料敏化太阳能电池碳对电极

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1、第28卷第4期大连工业大学学报VO1．28NO．42009年7月JournalofDalianPolytechnicUniversityJu1．2009文章编号：1674—1404(2009)04—0274～03丝网印刷法制备柔性染料敏化太阳能电池碳对电极李璞，胡志强，苏岩，巩翠翠(大连工业大学化工与材料学院，辽宁大连1l6034)摘要：以廉价的炭黑掺杂石墨粉，氯化聚乙酸乙烯酯为胶黏剂制成导电浆料，在柔性基底上用丝网印刷技术制备薄膜，低温热处理后即得碳对电极。通过黏度计研究了料浆的流变性能，通过四探针测试仪、扫描电镜、太阳电池测试仪，分

2、别测试了碳对电极的方块电阻、表面形貌及其光电性能。实验表明，以叔丁醇作为分散剂，导电浆料与石墨的质量比为2：1时，料浆的流变性能最佳，以此料浆制备的碳对电极具有较好的电性能，通过对比发现在料浆中加入石墨一定程度上提高了碳电极的性能。关键词：太阳能电池；碳对电极；丝网印刷；石墨中图分类号：TB611文献标志码：APreparationofcarboncounterelectrodebydoctorbladeforflexibledve—sensitizedsolarcellLIPu，HUZhi—qiang，SUYan，GONGCui—cu

3、i(SchoolofChemistryEngineering&Material，DalianPolytechnicUniversity，Dalian116034，China)Abstract：Afterpreparingporousthinfihnbydoctorblade，carboncounterelectrodewaspreparedbysinteringporousthinfilmatlow—temperature．Sheetresistance，surfacemorphologyandphotoelectricperforma

4、nceofthemembranouscounterelectrodewereinvestigatedbyfour—pointresistivityprobe，SEM。UVSPrespectively．Theresultsindicatethatthecounterelectrodehasthebestperformancewhentheratioofconductivecarbontographiteis2，inwhichtheslurryshowedthebestrheology．Theconductivitycanbeenhance

5、dbygraphite．Keywords：solarcell；carboncounterelectrode；doctorblade；graphite0引言点。Imoto等用活性炭在FTO玻璃基底上制备的碳对电极，电池性能为：sc一7．93mA／cm，当前，染料敏化太阳能电池的研究主要集中Voc一808mV，ff=0．607，，)一3．89，性能低于在染料合成、电子输运过程理论、固态(或准固态)磁控溅射制备的铂对电极(77—4．3)。此外，电解液等方面，针对对电极的专项研究较少，对电Suzuki等用碳纳米管制备对电极，取得了4．5极作为纳

6、晶敏化太阳能电池的重要组成部分，通(O．25cm)的转化效率。上述碳电极的制备是在常由载铂催化剂的导电玻璃构成。铂使对电极／IT0／FTO玻璃基底上高温烧结制备的，仅适应电解液界面上的电荷迁移快速高效进行，减小了玻璃基底的染料敏化太阳能电池，但是并不适应Il_与TiO：导带中的电子发生复合的几率，抑制柔性基底的染料敏化太阳能电池。因此，如何在了暗电流，提高了电池的开路电压。但是由于铂柔性基底ITO／PET上低温制备碳对电极薄膜是等贵金属催化剂的使用成本高，因此人们尝试采一个值得重视的课题。用其他材料替代铂作电池的对电极材料。碳材料And

7、reasKay等利用石墨和炭黑的混合由于具有较好的电子传导率、性能稳定、高催化活物，采用压制法在ITO—PET柔性基底上制备了性、低成本等特点u]，成为催化剂研究的一个热碳对电极，但是膜的附着力和压力之间的关系难收稿日期：2008—09—11．基金项目：国家高技术研究发展计划(“863”计划)项目(2006AA05Z417)；辽宁省教育厅重点实验室科技项目(2008S017)作者简介：李璞(1984一)，男，硕士研究生；通信作者：胡志强(1956一)，男，教授，E—mail：hzq@dlpu．edu．cn．第4期李璞等：丝网印刷法制备柔

8、性染料敏化太阳能电池碳对电极275以掌握。本实验原料以炭黑和石墨为导电载体，剂加入量较低时，分散剂在料浆颗粒表面上的吸以氯化聚乙酸乙烯酯为胶黏剂制成导电浆料丝附浓度不够，这时分散剂分子呈无规则排列；而分网印