[发明专利]一种TiO2

说明书

一种TiO₂/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜的制备方法和应用，它涉及一种n型杂化聚苯胺薄膜的制备方法。本发明的目的是要解决现有聚苯胺均为质子掺杂，显示出p型的导电特性，其离域π键的吸电子作用特性使聚苯胺显示空穴传导，导致聚苯胺的电子传输功能差的问题。方法：一、制备Ti前驱液；二、在导电玻璃基底表面制备聚苯胺复合膜层；三、恒温煅烧退火，在导电玻璃基底表面得到TiO₂/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜。本发明制备的TiO₂/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜具有超过90％的透过率，能够最大程度保证太阳能电池对于光的吸收。本发明可获得一种TiO₂/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜。

技术领域

本发明涉及一种n型杂化聚苯胺薄膜的制备方法。

背景技术

近年来，随着人们对能源需求的增加和石化燃料储量的减少，开发来源丰富、绿色环保的新能源成为了目前的重要科研课题之一。太阳能作为一种取之不尽的天然能源日益受到全世界的关注，其中太阳能电池能够直接转化太阳能为电能，成为目前太阳能利用的研究热点。

量子点敏化太阳能电池(QDSC)是基于染料敏化体系开发的新型太阳能电池，其具有以下优点：一、禁带宽度可调，光稳定性高；二、具有激子倍增效应；三、具有较大的消光系数和本征偶极矩，促进电子空穴分离；四、电子给体和受体材料的能级匹配容易实现；这些优势使得量子点敏化太阳能电池的理论效率可以达到44％，具有广阔的发展前景。

在新型薄膜敏化太阳能电池中，薄膜光阳极作为控制电子注入和输出的关键组件，在光生电荷定向选择和分离、路径控制、减少漏电损失等方面起到重要作用。而目前薄膜光阳极的电子传输能力限制了电荷应用效率及光伏性能的进一步提升，开发一种高稳定高电子传输的新型光阳极材料至关重要。

聚苯胺材料(PANI)是一种导电性能优异的聚合物，具有稳定的高导电性、高表面亲和性、高化学稳定性及高覆盖率的优点，广泛应用于化学电池、超级电容器及热电材料等领域，其独特的线性大分子离域π键是控制电荷能够定向传输的优秀分子骨架，在薄膜光阳极材料的开发领域中具有优秀的理论应用前景；然而，传统的聚苯胺均为质子掺杂，显示出p型的导电特性，其离域π键的吸电子作用特性使聚苯胺显示空穴传导，而限制了聚苯胺在电子传输功能(阳极)材料开发的应用。

发明内容

本发明的目的是要解决现有聚苯胺均为质子掺杂，显示出p型的导电特性，其离域π键的吸电子作用特性使聚苯胺显示空穴传导，导致聚苯胺的电子传输功能差的问题，而提供一种TiO₂/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜的制备方法。

一种TiO₂/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜的制备方法，是按以下步骤完成的：

一、在密闭条件下，将四氯化钛水溶液在冰水浴下搅拌，得到Ti前驱液；

二、将导电玻璃基底/离子液体掺杂的n型聚苯胺薄膜浸入到Ti前驱液中，再在Ti前驱液中反应，在导电玻璃基底表面得到聚苯胺复合膜层；使用蒸馏水对表面含有聚苯胺复合膜层的导电玻璃基底清洗，最后使用氮气吹干；

三、将干燥的表面含有聚苯胺复合膜层的导电玻璃基底放入管式炉中，将管式炉从室温升温至200℃～250℃，再在温度为200℃～250℃下恒温煅烧退火，在导电玻璃基底表面得到TiO₂/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜。

一种TiO₂/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜用于制备光阳极。

本发明的原理及优点：