一种用于太阳能电池电极的二氧化钛薄膜的制备方法

摘要

一种用于太阳能电池电极的二氧化钛薄膜的制备方法，利用静电层层自组装技术将不同功能物种通过静电或共价键合作用层层组装于平面基底上，并在纳米尺度范围内构建多层有序膜，本发明可以制备表面平整均匀、空隙率大、比表面积大、厚度精确可控的二氧化钛纳米薄膜，制备的二氧化钛薄膜具有较高的力学强度，空隙分布均匀、比表面积大，不开裂、不剥落，厚度可精确调控，可改善电池稳定性，增加染料吸附量，提高吸光效率。

主权项

一种用于太阳能电池电极的二氧化钛薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备TiO2悬浮液按二氧化钛：pH值为8-12的Na2CO3-NaHCO3缓冲溶液按质量比为0.5-4的比例，先将二氧化钛研磨后与缓冲溶液混合均匀，再超声分散30分钟，按需要调节二氧化钛pH值，使二氧化钛颗粒呈正电性，pH值低于二氧化钛等电位点，或者使二氧化钛颗粒呈负电性，pH值高于二氧化钛等电位点，整个过程中不停搅拌；(2)制备聚电解质溶液将聚电解质配制成0.1-3g/L的Na2CO3-NaHCO3缓冲溶溶液，调节溶液pH值，使聚电解质溶液与二氧化钛悬浮液带相反电性；(3)制备二氧化钛薄膜在导电玻璃上用静电层层自组装方法吸附二氧化钛层，制备二氧化钛工作电极；将洁净的导电玻璃基底浸入步骤(1)制备的二氧化钛悬浮液中1-10min，使悬浮液中带电荷的二氧化钛纳米粒子通过静电作用单层充分吸附在导电玻璃基底上，取出后用去离子水清洗3次，洗去富余二氧化钛，吹干，再浸入步骤(2)制备的聚电解质溶液5min，使溶液中带与二氧化钛相反电荷的聚电解质分子充分吸附在二氧化钛薄膜上，取出后用去离子水清洗3次，洗去富余聚电解质，吹干，完成一层静电自组装；(4)重复步骤(3)的操作，将二氧化钛和聚电解质交替组装到导电玻璃基底上，制得二氧化钛薄膜，直到得到理想的厚度；(5)煅烧将步骤(3)、(4)制备的二氧化钛薄膜在300-800℃下煅烧20min-120min，制得纳米二氧化钛薄膜。