[發明專利]葉片狀二氧化鈦納米陣列薄膜電極制備及其在染料敏化太陽電池中的應用

有效

• 申請號: 201110175027.0
• 申請日: 2011-06-27
• 公開（公告）號: CN102683032A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 孟哈日巴拉;付烏有;孫光;曹建亮;王燕;張戰營
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: H01G9/04
• 分類號: H01G9/04;H01G9/20;H01M14/00;H01L51/48;H01L51/44
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 秦舜生

1.葉片狀二氧化鈦納米陣列薄膜電極制備，其特征在于如下所述：

（1）洗滌、拋光：將金屬鈦箔片依次用蒸餾水、無水乙醇超聲清洗后，再用去離子水洗凈；將清洗好的鈦箔片放入含氫氟酸酸與硝酸的混合溶液中，加熱，保溫化學拋光后，再用去離子水超聲清洗；

（2）定向刻蝕：步驟（1）中清洗干凈的鈦箔片放入H₂O₂溶液中保溫，定向刻蝕氧化后，取出鈦箔片用蒸餾水或去離子水清洗，在空氣中自然晾干；

（3）結晶化處理：步驟（2）中經過定向刻蝕氧化的鈦箔片,經一定的速率緩慢加熱并保溫結晶化處理后，自然冷卻獲得一維結構葉片狀的銳鈦礦型二氧化鈦納米陣列薄膜電極；

（4）鈍化處理：步驟（3）所獲得的薄膜電極放入四氯化鈦溶液中保溫處理，再用蒸餾水或去離子水清洗和無水乙醇依次清洗，干燥后，加熱、保溫后自然冷卻；

（5）薄膜電極的染料敏化：將步驟（3）或（4）中的獲得的二氧化鈦納米陣列薄膜電極，浸入染料溶液中，在室溫、暗處浸泡后取出，用無水乙醇或乙腈清洗，吹干或晾干，獲得染料敏化的二氧化鈦納米陣列薄膜電極。

2.根據權利要求1所述的葉片狀二氧化鈦納米陣列薄膜電極制備，其特征在于步驟（1）中所述的金屬鈦箔片厚度為0.05～1mm；化學拋光液是重量百分比濃度為40%的氫氟酸酸、重量百分比濃度為65%的硝酸和和去離子水按體積比為1.5:3:5.5比率混合獲得的水溶液，并且在55℃溫度下反應15min。

3.根據權利要求1所述的葉片狀二氧化鈦納米陣列薄膜電極制備，其特征在于步驟（2）中所述的定向刻蝕氧化用；并且在80℃溫度下對金屬鈦箔片刻蝕1至2天。

4.根據權利要求1所述的葉片狀二氧化鈦納米陣列薄膜電極制備，其特征在于步驟（3）中結晶化處理時其條件是將鈦箔片以2~10°C/min的速度加熱至380~580℃，并且保溫1h。

5.根據權利要求1所述的葉片狀二氧化鈦納米陣列薄膜電極制備，其特征在于步驟（4）中四氯化鈦溶液的濃度為0.01~0.1moL/L，并且在75℃條件下保溫處理0.1~1h，清洗干燥后，再加熱至380~580℃,保溫0.5~1h，自然冷卻。

6.根據權利要求1所述的葉片狀二氧化鈦納米陣列薄膜電極制備，其特征在于步驟（4）或（5）中所述的薄膜電極冷卻至80～100℃時，浸入染料溶液中，在暗處室溫浸泡15～24h后取出，洗滌晾干即可獲得所需要的染料敏化的二氧化鈦納米陣列薄膜電極。

7.根據權利要求1所述的片狀二氧化鈦納米陣列薄膜電極在染料敏化太陽電池中的應用。