[发明专利]一种基于纳米棒和纳米颗粒组成的分等级二氧化钛微米球

权利要求书

1.一种基于纳米棒和纳米颗粒组成的分等级二氧化钛微米球，其特征在于由如下制备方法制备而成：(1)室温下，取有机溶剂，在搅拌的条件下滴加钛源，继续搅拌；(2)把搅拌后的混合溶液转移到反应釜中，密封后放入烘箱进行溶剂热反应；(3)把得到的产物离心分离，经过水洗、醇洗、干燥，得到纳米带组成的分等级微米球中间体；(4)热处理分等级微米球，得到基于纳米棒和纳米颗粒组成的分等级二氧化钛微米球。

2.根据权利要求1所述的基于纳米棒和纳米颗粒组成的分等级二氧化钛微米球，其特征在于所述微米球的直径是0.5～5.0微米，所述纳米棒的长度为0.5～2.5微米，直径为10～50纳米，所述纳米颗粒的尺寸为10～50纳米。

3.根据权利要求1所述的基于纳米棒和纳米颗粒组成的分等级二氧化钛微米球，其特征在于步骤(1)中，所述钛源为异丙醇钛、钛酸丁酯、硫酸氧钛、三氯化钛、四氯化钛或六氟钛酸铵，钛源的摩尔浓度为0.005～1.0mol/L；所述有机溶剂为甲酸、冰乙酸、草酸、1，2-丙二酸、正丁酸或油酸。

4.根据权利要求1所述的基于纳米棒和纳米颗粒组成的分等级二氧化钛微米球，其特征在于步骤(2)中，所述溶剂热反应的反应温度为60～250℃，时间为1～72h。

5.根据权利要求1所述的基于纳米棒和纳米颗粒组成的分等级二氧化钛微米球，其特征在于步骤(3)中，所述干燥的温度为20～100℃。

6.根据权利要求1所述的基于纳米棒和纳米颗粒组成的分等级二氧化钛微米球，其特征在于步骤(4)中，所述热处理温度为300～700℃，热处理时间为1～10h，升温速率为1～10℃/min。

7.一种染料敏化太阳能电池，其特征在于包括权利要求1～6中任意一条权利要求所述基于纳米棒和纳米颗粒组成的分等级二氧化钛微米球。

8.根据权利要求7所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于由光阳极，电解液和对电极组成：所述的光阳极由两部分组成，依次包括与导电基底紧密接触致密层以及与致密层紧密接触的第二层是由纳米棒和纳米颗粒组成的分等级二氧化钛微米球组成的TiO₂薄膜；所述的电解质为有机电解质、固态或准固态电解质等；所述的对电极是镀铂的导电玻璃、碳、金属电极或高分子导电聚合物。

9.根据权利要求8所述的染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于所述光电极的致密层是通过旋涂TiO₂溶胶溶液在干净的导电基底上，旋涂的速率500～3000转/分钟；光阳极的第二层是通过丝网印刷或手术刀法的方式将浆料涂在权利要求8所述的导电基底上。

10.根据权利要求8所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于所述致密层是1～10纳米的二氧化钛颗粒，致密层厚度为10～300纳米；所述导电基底为透明导电玻璃或金属片；所述的染料为钌配合物或纯有机染料，浓度为0.01～10.0mM；配制染料的溶剂为乙腈、异丙醇、乙醇、二氯甲烷、DMF或叔丁基醇；所述的有机液态电解液为I^-/I₃^-、S^2-/S等电对的有机电解液；所述固态电解质为CuI或CuSCN；所述准固态包括离子液体、导电高分子聚合物；所述镀铂对电极是通过热分解H₂PtCl₆为铂与导电玻璃，氯铂酸的浓度0.01～10mM；配制H₂PtCl₆溶液的溶剂为甲醇、乙醇、叔丁基醇或异丙醇；所述碳电极包括炭黑、碳纳米管，所述金属电极为Au、Ag、Pt或Al，所述的高分子导电聚合物为PEDOT。