三维纳米棒花结构的多孔TiO₂纳米晶薄膜、制备方法及应用

摘要

一种三维纳米棒花结构的多孔TiO₂纳米晶薄膜、制备方法及其在作为染料敏化太阳能电池光阳极方面的应用，属于染料敏化太阳能电池技术领域。本发明所述的染料敏化太阳能电池，由阳极导电玻璃FTO、光阳极、电解质溶液(I^-/I₃^-)和Pt对电极组成，电解质溶液通过真空回填的方法注入电池，结构如图1所示，其特征在于：光阳极材料为本发明所制备的具有三维纳米棒花结构的多孔二氧化钛纳米晶薄膜，该多孔TiO₂纳米晶薄膜具有很好的光散射作用。入射光透过导电玻璃FTO进入该多孔TiO₂纳米晶薄膜，因为该材料具有特殊的多孔结构可以多次反射并有效地吸收入射光，从而大幅度提高入射光的利用率，达到提高光电转换效率的目的。

主权项

一种具有三维纳米棒花结构的多孔二氧化钛纳米晶薄膜的制备方法，其步骤如下：(1)量取3～6mL盐酸，浓度30～40wt.％，加入到6mL去离子水中，磁力搅拌10～20min；(2)量取0.2～0.4mL钛酸四丁酯，加入到步骤(1)所得到的溶液中，磁力搅拌30～60min；(3)将步骤(2)得到的混合溶液倒入内衬为聚四氟乙烯的高压反应釜中，并将FTO导电玻璃浸入到该混合溶液中，在160～200℃下反应2～5小时，自然冷却至室温后在FTO导电玻璃上生长得到一层膜厚为16～30μm的TiO₂纳米晶薄膜；(4)将TiO₂纳米晶薄膜用去离子水冲洗3～5次，然后再用乙醇冲洗3～5次；最后把洗涤过的产物在60～80℃的真空条件下烘干5～10小时，取出后即在FTO导电玻璃上得到三维纳米棒花结构的多孔二氧化钛纳米晶薄膜。