[发明专利]一种包含优化结构光电极的染料敏化太阳能电池

权利要求书

1.一种包含优化结构光电极的染料敏化太阳能电池，该染料敏化太阳能电池包括光阳极、对电极和电解液层，光阳极和对电极隔着电解液层相对设置；其特征在于，所述光阳极，在FTO基底上设置TiO₂纳米棒层，在TiO₂纳米棒层上涂覆TiO₂颗粒层；

该TiO₂颗粒层厚度为30μm，该TiO₂颗粒层中，包括TiO₂颗粒和银包TiO₂颗粒，两者物质的量比例为3:1；

该TiO₂颗粒层中，上述所述的TiO₂颗粒和银包TiO₂颗粒紧密团聚，形成三维连续的孔结构，该孔结构的直径为200～400nm，孔壁厚度为100～300nm；

该银包TiO₂颗粒中，TiO₂颗粒粒径为5μm，银包层厚度为100nm；

该TiO₂纳米棒层厚度为10μm，TiO₂纳米棒直径为200nm。

2.根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述光阳极的制备过程如下：

步骤1，清洗FTO基底

选FTO基底，将其裁剪、然后放入丙酮、乙醇、去离子水中依次超声清洗30min；

步骤2，制备TiO₂纳米棒层

将50ml的盐酸和50ml的去离子水混合搅拌均匀，然后用取5ml的Ti(OC₄H₉)₄逐滴滴加到正在搅拌的上述盐酸水溶液中，不断搅拌超过30min，得到前驱体溶液，将此前驱体溶液转移到水热釜中，然后往水热釜中放入清洗后的FTO基底，导电面朝上，220℃下水热2h，取出FTO基底用去离子水和乙醇反复清洗干净，在空气中晾干，即可在FTO基底上得到TiO₂纳米棒层；

步骤3，制备TiO₂颗粒层

a)将10ml的Ti(OC₄H₉)₄逐滴滴加到100ml的去例子水中，静置24h后，过滤得到白色沉淀物，将该白色沉淀物放到85℃干燥箱中干燥15h；

b)取上述的白色沉淀物和一定量的银包TiO₂颗粒混合，得到混合颗粒，两者物质的量之比为2:5，然后磁力搅拌均匀；

c)取0.5g的混合颗粒，将其分散到90ml的去离子水中，然后转移到水热釜中，在195℃下水热30h，结束后，将水热釜中混合沉淀物过滤分离并用去离子水反复冲洗干净，最后，80℃干燥15h；

d)将上述干燥后的混合沉淀物制备成浆料，涂覆于步骤2中得到的FTO基底表面，将其转移到马弗炉中在480℃退火30min，然后再510℃退火30min，自然晾干，即得光阳极。