[发明专利]一种铌掺杂二氧化钛纳米材料的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种铌掺杂二氧化钛纳米材料的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：

按照一定比例将称量好的钛酸四丁酯、五水氯化铌加入到烧杯中混合搅拌均匀得到溶液A，然后向溶液A中加入冰醋酸并搅拌15-20min，得到溶液B；之后将溶液B转移到水热反应釜中于220℃水热反应12h，冷却到室温得到铌掺杂二氧化钛的胶质物质；最后对胶质物质离心、洗涤、干燥后即得所述铌掺杂二氧化钛纳米材料。

2.根据权利要求1所述的一种铌掺杂二氧化钛纳米材料的合成方法，其特征在于，所述钛酸四丁酯，五水氯化铌以及冰醋酸的比例为10mL:0.0529～0.2117g:3.4224mL。

3.根据权利要求1所述的一种铌掺杂二氧化钛纳米材料的合成方法，其特征在于，所述洗涤是采用无水乙醇洗涤，所述干燥是在80℃下干燥12h。

4.一种由权利要求1-3任一项所述方法合成得到的铌掺杂二氧化钛纳米材料。

5.一种权利要求4所述铌掺杂二氧化钛纳米材料在制备介观型钙钛矿太阳能电池介孔层中的应用，其特征在于，所述介孔层的制备方法如下：

称取所制备的铌掺杂二氧化钛纳米材料，研磨成粉末，加入松油醇和乙醇后，接着在加热搅拌下加入乙基纤维素并搅拌均匀，室温下进行球磨，得到白色胶体物质；然后，将所得白色胶体物质用乙醇稀释，得到介孔层前驱体溶液；取制备好的介孔层前驱体溶液，滴到事先制备好的致密层二氧化钛上，待其流动铺满后进行旋涂，于空气中焙烧得到铌掺杂二氧化钛纳米材料组成的介观型钙钛矿太阳能电池介孔层。

6.根据权利要求5所述铌掺杂二氧化钛纳米材料在制备介观型钙钛矿太阳能电池介孔层中的应用，其特征在于，所述致密层二氧化钛的制备方法如下：

由无水乙醇、盐酸、二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯混合制备得到致密层二氧化钛的前驱体溶液，采用热喷涂技术将致密层二氧化钛的前驱体溶液附着到FTO玻璃上，即得致密层二氧化钛。

7.根据权利要求5-6所述铌掺杂二氧化钛纳米材料在制备介观型钙钛矿太阳能电池介孔层中的应用，其特征在于，所述铌掺杂二氧化钛纳米材料、松油醇和乙基纤维素的质量比为1:2:4，所述加热搅拌前的乙醇加入量为每克铌掺杂二氧化钛纳米材料使用3ml，所述搅拌下加热温度为60℃，所述乙醇稀释的用量为每克白色胶体物质使用8.5ml，所述旋涂转速为5000rmp，旋涂时间为30s，旋涂加速度为3000rmp/s。

8.根据权利要求5-7所述铌掺杂二氧化钛纳米材料在制备介观型钙钛矿太阳能电池介孔层中的应用，其特征在于，所述焙烧温度为450℃-550℃，焙烧时间为10min-40min。

9.根据权利要求5所述铌掺杂二氧化钛纳米材料在制备介观型钙钛矿太阳能电池介孔层中的应用，其特征在于，所述铌掺杂二氧化钛纳米材料组成的介观型钙钛矿太阳能电池介孔层的厚度为150-200nm。

10.根据权利要求6-9任一项所述铌掺杂二氧化钛纳米材料在制备介观型钙钛矿太阳能电池介孔层中的应用，其特征在于，所述FTO玻璃每平方厘米使用30-45μL介孔层前驱体溶液。