[发明专利]染料敏化电池用二氧化钛-五氧化二铌核壳结构纳米纤维膜的制备方法

权利要求书

1.一种染料敏化电池用二氧化钛-五氧化二铌核壳结构纳米纤维膜的制备方法，其特征在于该方法的步骤如下：

1）配制PVAc质量百分含量为15wt.%的DMF溶液，将体积为DMF溶液25%的表面活性剂Triton X-100，质量2倍于PVAc的TiP，以及质量1.5倍于PVAc的C₁₀H₂₅NbO₅加入到DMF溶液中；经磁力搅拌8h获得TiO₂/Nb₂O₅复合前驱体旋涂液，并用旋涂仪将其旋涂在FTO导电玻璃上形成一层的旋涂层；

2）配制PVAc质量百分含量为11.5wt.%的DMF溶液，将体积为DMF溶液15%的表面活性剂Triton X-100，以及质量1.5倍于PVAc的C₁₀H₂₅NbO₅加入到DMF溶液中，经磁力搅拌8h获得Nb₂O₅前驱体纺丝液（1）；配制PVAc质量百分含量为11.5wt.%的DMF溶液，将体积为DMF溶液15%的表面活性剂Triton X-100，体积为DMF溶液10%的HAc，以及质量2倍于PVAc的TiP加入到DMF溶液中，经磁力搅拌8h获得TiO₂前驱体纺丝液（2）；将前驱体纺丝液（1）和（2）分别装入到注射器（3）和（4）中，在同轴喷丝头（5）和接收装置（6）间加高电压（7），带电液滴在电场的作用下克服自身的表面张力形成喷射细流，由微量注射泵（8）和（9）分别控制（3）和（4）的挤出速率；随着溶剂挥发，喷射细流固化形成核-壳结构的纤维，以无序状态直接收集在经旋涂处理的FTO导电玻璃（10）上形成复合纤维膜（11），FTO玻璃（10）由接收装置（6）固定；

3）纺丝30min后，将收集到的纤维膜（11）干燥后放入马弗炉烧结，以1^°C·min^-1的速率升温至500^°C后保温1h，得到核壳结构的TiO₂/Nb₂O₅纳米纤维膜。

2.根据权利要求1所述的一种染料敏化电池用二氧化钛-五氧化二铌核壳结构纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：所述步骤1）中采用的旋涂仪转速为2000r·min^-1，旋涂时间为30s。

3.根据权利要求1所述的一种染料敏化电池用二氧化钛-五氧化二铌核壳结构纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：所述步骤2）中微量注射泵（8）即壳层的挤出速率为0.5~0.7 ml/h，微量注射泵（9）即核层的挤出速率为0.4~0.6 ml/h。

4.根据权利要求1所述的一种染料敏化电池用二氧化钛-五氧化二铌核壳结构纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：TiO₂/Nb₂O₅核壳结构纳米纤维膜组装的DSSC与TiO₂纳米纤维膜组装的DSSC相比，光电转换效率η提高了24%~33%。