太阳能电池光阳极用二氧化钛基纳米晶的低温合成方法

摘要

一种太阳能电池光阳极用二氧化钛基纳米晶的低温合成方法，属于太阳能电池用纳米晶的低温合成方法。将二氧化钛前驱体与掺杂物混合于醇中，并加入水解抑制剂，控制二氧化钛前驱体水解的速度，形成含有二氧化钛基纳米颗粒的溶液；将二氧化钛基纳米颗粒转化成纳米晶，首先添加分解剂，采用反应增压诱导结晶的方法，制备具有高光电转化效率的二氧化钛基纳米晶。优点：1、在60～100℃的低温条件下即可合成二氧化钛基纳米晶，实现了低温条件制备具有高转换效率的太阳能电池光阳极。2、该发明中添加的分解剂除了可以合成晶粒约10nm左右的二氧化钛基纳米晶，而且合成的纳米晶的分散性较好。

主权项

一种太阳能电池光阳极用二氧化钛基纳米晶的低温合成方法，其特征是：将二氧化钛前驱体或二氧化钛前驱体与掺杂物混合于醇中，并加入水解抑制剂，控制二氧化钛前驱体水解的速度，形成含有二氧化钛基纳米颗粒的溶液；将二氧化钛基纳米颗粒转化成纳米晶，首先添加分解剂，采用反应增压诱导结晶的方法，制备具有高光电转化效率的二氧化钛基纳米晶；所述的二氧化钛基纳米晶包括：纯二氧化钛纳米晶，掺有Zn、Cu、Fe、Al、B、Sn、Si、Ta、Nb、N、S、F或Cl元素中任一种；或任两种组合；或任三种组合的二氧化钛纳米晶；二氧化钛基纳米晶的具体制备方法为： 第一、将二氧化钛前驱体或二氧化钛前驱体和掺杂物加入到耐高压容器中，并加入醇充分搅拌配制成醇溶液，其中二氧化钛前驱体、掺杂物和醇的摩尔比为1: 0.05～5：5～100，所述的醇是乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇或丙二醇中的任一种；第二、在上述醇溶液中加入水解抑制剂，充分混合均匀后，缓慢滴加去离子水，并在滴加过程中保持剧烈搅拌，其中二氧化钛前驱体、水解抑制剂和去离子水的摩尔比为1: 0.01~50:0.5~50，滴加完成后继续搅拌0.5～1小时，然后加入分解剂，并静置10～30秒，其中二氧化钛前驱体与分解剂的摩尔比为1: 0.1～100；第三、将上述耐高压容器密闭，在60～100℃条件下保温并不间断搅拌，反应时间为10～30小时，制得二氧化钛基纳米晶。2、根据权利要求1所述的太阳能电池光阳极用二氧化钛基纳米晶的低温合成方法，其特征是：所述的二氧化钛前驱体为钛酸四丁酯、四氯化钛或钛酸异丙酯中的任一种。3、根据权利要求1所述的太阳能电池光阳极用二氧化钛基纳米晶的低温合成方法，其特征是：所述的掺杂物为醋酸锌、硝酸铜、硝酸铁、硝酸铝、硼酸钠、四氯化锡、氧氯化锆、正硅酸乙酯、乙醇钽、乙醇铌、尿素、硫脲、氟化铵或氯化铵中的任一种，或以任意摩尔比混合的两种，或以任意摩尔比混合的三种。4、根据权利要求1所述的太阳能电池光阳极用二氧化钛基纳米晶的低温合成方法，其特征是：所述的水解抑制剂分为酸性、碱性和中性三种，其中酸性抑制剂为硝酸、盐酸、硫酸、乳酸或柠檬酸中的任一种，碱性抑制剂为单乙醇胺，二乙醇胺、三乙醇胺、氨水、氢氧化钠或氢氧化钾中的任一种，中性抑制剂为聚乙二醇或聚乙烯基吡咯烷酮中的任一种。5、根据权利要求1所述的太阳能电池光阳极用二氧化钛基纳米晶的低温合成方法，其特征是：所述的分解剂为双氧水、碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸氢钠、磷酸铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、碳酸锌、硝酸铵、亚硝酸铵或偶氮二异丁腈中的任一种。