一种n型电池光注入提效实现方法与流程

本发明涉及n型电池的光注入领域，特别涉及一种n型电池光注入提效实现方法。

背景技术：

1、光伏电池是利用光电效应将太阳光转化为电能的一种设备，并且不产生任何污染物，属于如今主流的可再生能源，光伏发电太阳能电池分为p型电池和n型电池，其中n型电池指n型硅片为衬底的电池片，其中n型硅片掺磷元素。

2、n型电池具有较大的技术优势，但由于工艺条件的限制，n型电池的转换效率已经达到了极限，很难再有突破，导致其光电转换率不能得到提高，使用效率不能得到保证。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种n型电池光注入提效实现方法，可以有效解决背景技术中的问题。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、一种n型电池光注入提效实现方法，包括以下操作步骤：

4、s1：染料p1的制备：称取预定量2-氯-4-硝基苯胺，加入聚乙二醇20o和去离子水，置于超声波振荡器中振荡溶解，然后，向溶液中加入预定量浓盐酸并将其转移到装有磁力搅拌、温度计的三口烧瓶内，降温至0～5℃，溶剂介质中h+浓度为预定量，搅拌均匀后，将预定量的亚硝酸钠水溶液缓慢加入到反应液中，反应2.5h，之后，加入尿素水溶液以分解过量亚硝酸，继续搅拌反应15min，制得重氮盐溶液，并点板跟踪，将溶解于聚乙二醇200中预定量的苯胺缓慢滴入上述重氮盐溶液中，用30％的naoh水溶液调节反应液ph值至6，然后在0～5℃条件下，反应3h，将反应液用去离子水稀释后进行抽滤，洗涤至中性，将收集到的产物在50℃下真空干燥，以此得到染料p1；

5、s2：棒状金纳米颗粒的合成：首先制备金种，将ctabr和haucl溶解到去离子水中，在40℃的水浴中搅拌30分钟，二者完全混合均匀后，等溶液降为室温，加入nabh4，混合溶液剧烈搅拌5分钟后，等溶液变为深棕色，将烧瓶在室温中静置三小时后，即可使用，且应在5小时内使用，其次是将金种生长成为所需形状的纳米颗粒，配置ctab溶液，加入haucl4和agno3溶液在30℃的条件下搅拌均匀15分钟，之后顺序加hci溶液和抗坏血酸溶液，混合溶液搅拌3分钟后将第一步合成的金种快速加入到溶液中，后剧烈搅拌5分钟，再静置20小时，反应完成后将合成的棒状金纳米粒子以8000转/分钟的速率高速离心20分钟，将液体取出，剩下的固体用去离子水重新溶解再次离心分离，重复三次，后将剩下的沉淀物重新溶于4ml的水中，0℃保存，合成所需的棒状金纳米粒子后，选用合适厚度的二氧化硅层进行包裹，在进行包裹前，首先要将4ml反应前一步反应得到的溶液使用13500r/min的速率进行20min的高速离心，将其中残留的十六烷基溴化铵分离出去，后将沉淀物重新溶于4ml去离子水中，将重新溶解的溶液进行搅拌，同时加入naoh溶液，将ph值调节到10，为了获得5nm厚度的二氧化硅壳包裹，正硅酸四乙酯的浓度需要通过去离子水稀释降低，通过将正硅酸四，乙酯加入到去离子水中，将其稀释为1：60，后在包裹的时候每次向溶液中添加稀释后的toes，每隔30分钟加一次，总共加三次后可以得到包裹厚度为5nm的二氧化硅壳，包裹后需将溶液使用4000r/min的速率低速离心5min，将沉淀物重新溶解于去离子水中，之后就能够得到纯度较高的包裹二氧化硅的棒状金纳米颗粒；

6、s3：含有棒状金纳米颗粒的p型dssc的制作：通过将f-108与nicl2、酒精和去离子水按照一定比例，通过此方法制备出均匀分布的nio纳米颗，混合后搅拌一段时间后制成，准备fto玻璃，使用刮刀法将制备好的nio膜刷到fto上，刷上后必须通过程序升温过程将nio进行烧结，将浆料中的水、酒精和f-108中的有机物成分通过高温蒸发或者烧掉，等玻璃和薄膜的稳定冷却到室温后，可以进行下一层的刮刀法制膜和对膜的烧结过程，该步骤重复四次，在第四次使用刮刀法将膜制备好并烧结后，即可进行浸泡染料的过程，等薄膜降温到80℃时，可以将其浸泡到制备好的p1染料溶液中，其中溶剂为无水乙腈，在室温的条件下浸泡过夜16-18小时，等到染料完全吸附到半导体薄膜上后，即可进行下一步的电池制备；

7、s4：电池的光注入处理：工作电极和对电极通过45um厚度的环型热熔surlyn膜加热连接起来，组成一个三明治状的电池结构，并且最后通过surlyn膜和玻片进行封装，在工作电极和对电极之间通过真空倒填充方法注入液态电解质，以此进行n型电池的制备，制备过程包括在钻好孔的对电极上涂一层pt，使用热风枪烧干，重复两次，使用45nm厚的surlyn膜将对电极和nio膜的玻璃粘到一起，通过真空抽气法将电解质注入到电池中，使用玻片和切好的surlyn膜封装电池，在fto玻璃和对电极上镀锡并焊接导线。

8、优选的，所述步骤s1中，tlc，二氯甲烷：正己烷＝1：1，rf＝0.56。

9、优选的，所述步骤s3中f-108：nicl2：乙醇：水＝1：1：3.6。

10、优选的，所述步骤s3中的烧结过程是：通过2小时30分钟的程序升温将玻璃加热到400℃，之后再400℃停留10min，再通过30分钟的程序升温升至500℃，并在500℃条件下烧30分钟，对制备完成的膜通过台阶仪器进行测量，每刷一膜厚都要测量一次厚度，用来严格控制膜的厚度。

11、优选的，所述步骤s4中电解质的配置是由lil和i2溶于乙腈溶液中配置而成的。

12、优选的，所述步骤s4中n型电池的准备工作包括：清洗玻璃，fto玻璃使用水、洗洁精，水，去离子水，酒精等进行超声清洗，在清洗完成的玻璃上使用doctorblading法将制成的f108-nio浆料刷一层薄膜，将制备完成的nio薄膜静置30分钟，等浆料表面覆盖均匀后，使用400℃10min-500℃30min程序升温将f108-nio膜烧制成nio膜，重复第二步四次将nio膜的厚度刷到2um，将刷好的膜刮成4mmx4mm的方形薄膜，再将玻璃切成合适的形状，将切好的玻璃泡于pi染料中17-18小时后即可。

13、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

14、本发明中，通过。

技术特征：

1.一种n型电池光注入提效实现方法，其特征在于：包括以下操作步骤：

2.根据权利要求1所述的一种n型电池光注入提效实现方法，其特征在于：所述步骤s1中，tlc，二氯甲烷：正己烷＝1：1，rf＝0.56。

3.根据权利要求1所述的一种n型电池光注入提效实现方法，其特征在于：所述步骤s3中f-108：nicl2：乙醇：水＝1：1：3.6。

4.根据权利要求1所述的一种n型电池光注入提效实现方法，其特征在于：所述步骤s3中的烧结过程是：通过2小时30分钟的程序升温将玻璃加热到400℃，之后再400℃停留10min，再通过30分钟的程序升温升至500℃，并在500℃条件下烧30分钟，对制备完成的膜通过台阶仪器进行测量，每刷一膜厚都要测量一次厚度，用来严格控制膜的厚度。

5.根据权利要求1所述的一种n型电池光注入提效实现方法，其特征在于：所述步骤s4中电解质的配置是由lil和i2溶于乙腈溶液中配置而成的。

6.根据权利要求1所述的一种n型电池光注入提效实现方法，其特征在于：所述步骤s4中n型电池的准备工作包括：清洗玻璃，fto玻璃使用水、洗洁精，水，去离子水，酒精等进行超声清洗，在清洗完成的玻璃上使用doctorblading法将制成的f108-nio浆料刷一层薄膜，将制备完成的nio薄膜静置30分钟，等浆料表面覆盖均匀后，使用400℃10min-500℃30min程序升温将f108-nio膜烧制成nio膜，重复第二步四次将nio膜的厚度刷到2um，将刷好的膜刮成4mmx4mm的方形薄膜，再将玻璃切成合适的形状，将切好的玻璃泡于pi染料中17-18小时后即可。

技术总结
本发明公开了一种n型电池光注入提效实现方法，包括以下步骤：S1：染料P1的制备；S2：棒状金纳米颗粒的合成；S3：含有棒状金纳米颗粒的p型DSSC的制作；S4：电池的光注入处理。本发明所述的一种n型电池光注入提效实现方法，本方法通过将贵金属纳米颗粒吸收特定波长的入射光后产生的表面等离子体共振效应与染料电池的共同作用，从而提升电池整体效率和光电流，并且吸收光波长后产生的电场强度和位置各不相同，棒状金纳米颗粒对长波长的光线有着更好的吸收，以此更适合提升电池效率，其具有无竞争吸收、产生电场强度更强、产生的电场位置和形状更适合与染料颗粒接触的优点。

技术研发人员：杨昊,李永恒,陈铭九
受保护的技术使用者：弘元新材料（徐州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17