[发明专利]一种使用TiCl4处理TiO2的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理TiO₂的方法，尤其涉及一种使用TiCl₄处理TiO₂的方法。

背景技术

目前，面对世界性的能源紧缺与环境保护问提，全世界的人们都在努力寻找解决办法，太阳能电池这一很有前途的领域吸引了很多人的注意，并且在最近几十年中取得了长足的发展，因为对取之不尽用之不竭的太阳光的利用是最可能满足人们对清洁能源的需求的。而随着太阳能电池技术的发展，不仅在其光电转换效率上有了很大的提高，新型太阳能电池也在不断涌现。除了单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池之外，铜铟镓硒薄膜太阳能电池，染料敏化太阳能电池等发展势头也同样十分迅猛。染料敏化太阳能电池（DSSC）的优点十分突出：1、制作简单，成本低；2、所使用的染料敏化剂可以在很低的光能量下达到饱和，因此可在各种光照条件下使用；3、可以在很宽的温度范围内正常工作；4、可以制成透明的产品，应用于门窗、屋顶以及汽车顶。因此它迅速成为世界各国的研究重点和热点，取得了丰富的成果，掀起了各国研究DSSC太阳能电池的热潮。染料敏化太阳能电池包括吸附了染料的二氧化钛电极、电解液、对电极等几个主要部分组成，其中二氧化钛电极在电池的整体效能表现中占有者十分重要的作用。

二氧化钛电极的TiCl₄处理在提高染料敏化太阳能电池的光电转换效率上被广泛的采用，在此处理过程中，采用的溶剂一般都是水，利用TiCl₄会在水中水解的特性来处理TiO₂表面的以提高其光学活性。利用处理后的二氧化钛电极，染料敏化太阳能电池的光电流会有显著的增加，光电转换效率也会有大幅提高。然而，TiCl₄的水解情况会影响二氧化钛薄膜的处理效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用TiCl₄处理TiO₂的方法，通过优化TiCl₄处理，进一步提高二氧化钛的性能。

本发明提供了一种使用TiCl₄处理TiO₂的方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1，提供浓度为α mmol/L的TiCl₄溶液，其中，0＜α≤200；

步骤2，将TiO₂材料浸入所述TiCl₄溶液中，浸泡处理；

步骤3，取出处理后的TiO₂材料。

优选地，步骤2中所述TiO₂材料选自薄膜、颗粒、粉末、或其任意组合。

优选地，所述方法还包括：步骤4，将取出后的TiO₂材料进行干燥，和/或烧结。

其中，烧结温度优选为400-600℃。

优选地，步骤1中TiCl₄溶液的溶剂为水和有机溶剂的混合溶剂。

优选地，所述混合溶剂中水和有机溶剂的体积比为1:（0.1-10）。

优选地，所述有机溶剂为醇类有机溶剂等。

其中，所述醇类有机溶剂优选地选自异丙醇、乙醇、叔丁醇、乙二醇、甲醇、丙醇、丁醇、戊醇等中的至少一种。

优选地，步骤1中TiCl₄溶液的浓度为1-5mmol/L。

优选地，步骤2中浸泡处理时间至少为1min。

优选地，步骤2中浸泡处理时间为1min-100h。

优选地，步骤2中浸泡处理温度为10-100℃。

采用本发明所提供的方法处理后的二氧化钛的表面晶体更完善规整，组装成染料敏化太阳能电池，所得染料敏化太阳能电池的光电流显著增加，光电转换效率大幅提高。

附图说明

图1 为实施例1-3中TiCl₄在水和异丙醇混合溶剂中的水解情况；

图2为实施例1所得染料敏化太阳能电池的电流-电压谱图；

图3为实施例1所得染料敏化太阳能电池的光电转化率谱图；

图4为实施例1-3所得TiCl₄处理的TiO₂膜的染料吸附量结果；

图5实施例1-3所得TiCl₄处理的TiO₂内部孔径分布结果；

图6 实施例1-3所得TiCl₄处理的TiO₂膜的X射线衍射分析结果。