[發(fā)明專利]一種用于染料敏化太陽能電池的光陽極及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710251135.9
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN107068408A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設計）人: 李振;于麗波
• 申請（專利權(quán)）人: 河西學院
• 主分類號: H01G9/20
• 分類號: H01G9/20
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所(普通合伙)22210
• 代理人: 南小平

1.一種用于染料敏化太陽能電池的光陽極，其特征在于，該光陽極包括：

FTO導電玻璃；

平鋪在所述FTO導電玻璃的導電面的粘結(jié)劑；

附在所述粘結(jié)劑上的透光TiO₂納米管薄膜；

所述透光TiO₂納米管薄膜是由中空可透光的TiO₂納米管緊密排列形成的陣列結(jié)構(gòu)的透光薄膜。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于染料敏化太陽能電池的光陽極，其特征在于，所述透光TiO₂納米管薄膜是由外徑分布在105-125nm，內(nèi)徑分布在90-110nm，薄膜厚度15μm的中空可透光的TiO₂納米管緊密排列形成的陣列結(jié)構(gòu)的透光薄膜。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于染料敏化太陽能電池的光陽極，其特征在于，所述粘結(jié)劑是由15wt％乙基纖維素，15wt％無水乙醇和70wt％松油醇組成。

4.權(quán)利要求1-3任意一項所述的用于染料敏化太陽能電池的光陽極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟A：將金屬Ti箔表面打磨光滑，超聲洗滌、清洗、吹干備用；

步驟B：配制電解液；

步驟C：將金屬Ti箔作為陽極與直流穩(wěn)壓電源正極相連，石墨片作為陰極與直流穩(wěn)壓電源負極相連，在電解池中對金屬Ti箔進行第一次陽極氧化反應，反應結(jié)束后得到生長在金屬Ti箔表面的TiO₂納米管；

步驟D：將步驟C得到的TiO₂納米管轉(zhuǎn)移至馬弗爐中進行退火處理，冷卻，得到銳鈦礦型TiO₂納米管；

步驟E：將步驟D得到的銳鈦礦型TiO₂納米管重新放入到步驟B配制的電解液中，進行第二次陽極氧化反應，反應結(jié)束后獲得產(chǎn)品；

步驟F：將步驟E得到的產(chǎn)品放入10％-30％的H₂O₂水溶液中浸泡8-12小時，得到從金屬Ti箔上分離下來的透光TiO₂納米管薄膜；

步驟G：配制粘結(jié)劑；

步驟H：將步驟G得到的粘結(jié)劑以刮刀法平鋪在FTO導電玻璃的導電面，將步驟F得到的透光TiO₂納米管薄膜附在粘結(jié)劑上，壓平，轉(zhuǎn)移至烘箱中烘干；

步驟I：將步驟H得到的產(chǎn)品轉(zhuǎn)移至馬弗爐中退火處理，得到用于染料敏化太陽能電池的光陽極。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于染料敏化太陽能電池的光陽極的制備方法，其特征在于，步驟B中所述配制電解液的具體步驟為：

在聚四氟乙烯材質(zhì)電解池中配制NH₄F含量為0.5wt％，去離子水含量為3vol％的乙二醇電解液。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于染料敏化太陽能電池的光陽極的制備方法，其特征在于，步驟C中所述第一次陽極氧化反應的條件為：電壓50V，時間8h，陰陽兩極間距為10cm。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于染料敏化太陽能電池的光陽極的制備方法，其特征在于，步驟D中所述退火處理的溫度為450℃，時間為2h。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于染料敏化太陽能電池的光陽極的制備方法，其特征在于，步驟E中所述第二次陽極氧化反應的條件為：電壓10V，時間8h。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于染料敏化太陽能電池的光陽極的制備方法，其特征在于，步驟G中所述配制粘結(jié)劑溶液的具體步驟為：

將15wt％乙基纖維素，15wt％無水乙醇和70wt％松油醇混合攪拌至透明溶液，得到粘結(jié)劑。

10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于染料敏化太陽能電池的光陽極的制備方法，其特征在于，步驟I中所述退火處理的溫度為450℃，時間為1h。