[发明专利]基于三维TiO2纳米网状材料的太阳能电池光阳极及其制备方法

权利要求书

1.一种基于三维TiO₂纳米网状材料的染料敏化太阳能电池光阳极，其特征在于：其是由FTO导电玻璃上的涂层1和涂层2组成，涂层1是厚度为4～8毫米的二氧化钛，涂层2是厚度为4～8毫米、质量比为1:1的二氧化钛与三维TiO₂纳米网状材料的混合，涂层2位于涂层1上。

2.如权利要求1所述的一种基于三维TiO₂纳米网状材料的染料敏化太阳能电池光阳极，其特征在于：称取0.05～0.15g二氧化钛加入到60～80mL、浓度为5～10mol/L的氢氧化钠溶液中，磁力搅拌5～20分钟，然后将混合溶液转移到100mL水热釜中，将水热釜密闭并在120～150℃烘箱中反应30～300分钟；自然降温到室温后打开水热釜，倒出反应物进行离心操作，离心速率为10000～15000转/分钟；将离心产物分别用浓度为0.1～0.2mol/L的稀盐酸和去离子水洗涤并离心，各重复3～5次；把最后的离心产物放入到60～80℃真空烘箱中，烘干8～10小时；将烘干后的粉体放入到马弗炉内烧结，烧结温度为400～500℃，升温速率为2～10℃/min，烧结时间为2～5小时，自然降温到室温，从而制备得到三维TiO₂网状纳米材料。

3.一种基于三维TiO₂纳米网状材料的染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，包括以下步骤：

（1）准备两种浆料，一种为含有二氧化钛的浆料，记为浆料1；另一种为含有二氧化钛与三维TiO₂纳米网状材料按质量比为1:1比例混合制备的浆料，记为浆料2；

（2）用刮涂法将浆料1刮涂于FTO导电玻璃的表面，100～150℃条件下烘干，自然降至室温；刮涂薄膜的厚度为4～8毫米，标记为涂层1；

（3）用刮涂法将浆料2刮涂在涂层1上，100～150℃条件下烘干，自然降至室温；刮涂薄膜的厚度为4～8毫米，标记为涂层2；

（4）刮涂完毕，将有涂层1和涂层2的FTO导电玻璃衬底放入马弗炉内烧结，从而得到光阳极1；

（5）从马弗炉里取出光阳极1，放入浓度为1×10^-4～5×10^-4mol/L的N719钌染料的无水乙醇溶液中，浸泡12～28小时；

（6）染料浸泡完毕，取出光阳极1，吹干后于40～50℃条件下烘干10～40分钟；从而得到基于三维TiO₂纳米网状材料的染料敏化太阳能电池光阳极。

4.如权利要求3所述的一种基于三维TiO₂纳米网状材料的染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的浆料1是将0.1～0.8g二氧化钛加入3～10mL乙醇和1～3g萜品醇的混合溶液中，超声搅拌30～90分钟后得到。

5.如权利要求3所述的一种基于三维TiO₂纳米网状材料的染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的浆料2是将0.1～0.8g、质量比为1：1的二氧化钛与三维TiO₂纳米网状材料加入3～10mL乙醇和1～3g萜品醇的混合溶液中，超声搅拌30～90分钟后得到。

6.如权利要求3所述的一种基于三维TiO₂纳米网状材料的染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的三维TiO₂网状纳米材料，是称取0.05～0.15g二氧化钛加入到60～80mL、浓度为5～10mol/L的氢氧化钠溶液中，磁力搅拌5～20分钟，然后将混合溶液转移到100mL水热釜中，将水热釜密闭并在120～150℃烘箱中反应30～300分钟；自然降温到室温后打开水热釜，倒出反应物进行离心操作，离心速率为10000～15000转/分钟；将离心产物分别用浓度为0.1～0.2mol/L的稀盐酸和去离子水洗涤并离心，各重复3～5次；把最后的离心产物放入到60～80℃真空烘箱中，烘干8～10小时；将烘干后的粉体放入到马弗炉内烧结，烧结温度为400～500℃，升温速率为2～10℃/min，烧结时间为2～5小时，自然降温到室温后得到。

7.如权利要求3所述的一种基于三维TiO₂纳米网状材料的染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的烧结温度为400～500℃，升温速率为1～5℃/min，烧结时间为10～60分钟，然后自然降温至75～85℃。