[發明專利]染料敏化太陽能電池納米枝節二氧化鈦光陽極的制備方法

有效

• 申請號: 201110149652.8
• 申請日: 2011-06-03
• 公開（公告）號: CN102306550A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 林昌健;郭文熹;鄭大江;呂妙強
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: H01G9/04
• 分類號: H01G9/04;H01G9/20;H01M14/00;H01L51/48
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所 35200
• 代理人: 馬應森

1.染料敏化太陽能電池納米枝節二氧化鈦光陽極的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

1)將導電玻璃清洗后，吹干待用；

2)利用恒電流法在導電玻璃表面沉積一層ZnO納米棒陣列模板；

3)將步驟2)制備的導電玻璃置于含(NH₄)₂TiF₆和硼酸混合溶液中浸漬后，取出，清洗，得到二氧化鈦納米棒，晾干后煅燒；

4)將煅燒后的二氧化鈦納米棒浸泡在TiCl₄溶液中，然后置于反應釜中，將導電玻璃斜靠于反應釜的內壁，在反應釜中加入含有HCl和鈦酸四丁酯的混合溶液，進行水熱反應，得染料敏化太陽能電池納米枝節二氧化鈦光陽極；

5)二氧化鈦納米片的合成：將鈦酸四丁酯和HF混合，置于反應釜中，密閉，水熱反應后，將所得白色粉末取出，洗滌后離心分離，烘干，將所得產物置于無水乙醇溶液中，得到二氧化鈦納米片的懸浮液后，在步驟4)所得的產物表面涂覆一層二氧化鈦納米片顆粒的膜層，即得染料敏化太陽能電池納米枝節二氧化鈦光陽極。

2.如權利要求1所述的染料敏化太陽能電池納米枝節二氧化鈦光陽極的制備方法，其特征在于在步驟1)中，所述導電玻璃采用FTO導電玻璃，所述導電玻璃的尺寸為1cm×2cm；所述清洗是將導電玻璃依次放入丙酮、去離子水、無水乙醇中超聲清洗，超聲清洗的時間為20～45min。

3.如權利要求1所述的染料敏化太陽能電池納米枝節二氧化鈦光陽極的制備方法，其特征在于在步驟2)中，所述利用恒電流法在FTO表面沉積一層ZnO納米棒陣列模板，是采用兩電極體系，所述兩電極體系為：導電玻璃為工作電極，Pt電極作為對電極；電解液由1～10mM?Zn(NO₃)₂和1～10mM?C₆H₁₂N₄組成，在恒溫恒流的條件下沉積30～60min，經過去離子水清洗后待用。

4.如權利要求1所述的染料敏化太陽能電池納米枝節二氧化鈦光陽極的制備方法，其特征在于在步驟3)中，所述(NH₄)₂TiF₆的濃度為0.05～0.1M，所述硼酸的濃度為0.15～0.5M。

5.如權利要求1所述的染料敏化太陽能電池納米枝節二氧化鈦光陽極的制備方法，其特征在于在步驟3)中，所述浸漬的時間為3～5h；所述清洗是采用去離子水清洗。

6.如權利要求1所述的染料敏化太陽能電池納米枝節二氧化鈦光陽極的制備方法，其特征在于在步驟3)中，所述煅燒的溫度為450℃，煅燒的時間為2h，煅燒的升溫速率為5℃/min。

7.如權利要求1所述的染料敏化太陽能電池納米枝節二氧化鈦光陽極的制備方法，其特征在于在步驟4)中，所述TiCl₄溶液的濃度為0.1～0.7M。

8.如權利要求1所述的染料敏化太陽能電池納米枝節二氧化鈦光陽極的制備方法，其特征在于在步驟4)中，所述浸泡的時間為30～60min；所述HCl溶液的質量百分分數為10％～27％；所述鈦酸四丁酯的質量百分分數為1％～6％的；所述水熱反應的溫度為150～180℃，水熱反應的時間為1.5～20h。

9.如權利要求1所述的染料敏化太陽能電池納米枝節二氧化鈦光陽極的制備方法，其特征在于在步驟5)中，所述HF的濃度為23％～46％；所述水熱反應的溫度為150～180℃，水熱反應的時間為12～24h；所述洗滌，是依次用去離子水、氫氧化鈉溶液、無水乙醇洗滌，所述氫氧化鈉溶液的濃度為0.1～1M。

10.如權利要求1所述的染料敏化太陽能電池納米枝節二氧化鈦光陽極的制備方法，其特征在于在步驟5)中，所述在步驟4)所得的產物表面涂覆一層二氧化鈦納米片顆粒的膜層，是利用刮涂法在步驟4)所得的產物表面涂覆一層二氧化鈦納米片顆粒的膜層。