[发明专利]碳纳米管与四氯化钛协同提高染料敏化电池纳米纤维膜性能的方法

摘要

本发明公开了一种碳纳米管与四氯化钛协同提高染料敏化电池纳米纤维膜性能的方法。该方法的步骤如下：1）在TiO2前驱体纺丝液中掺入多壁碳纳米管；2）对烧结后的TiO2纳米纤维膜用四氯化钛水溶液进行后处理。多壁碳纳米管的加入提高了光生电子的传输能力以及纤维膜的强度。而四氯化钛处理增加了薄膜对敏化染料的吸附量，抑制了光生电子和氧化态染料及电解质的复合，提高了TiO2导带上的电子密度。在碳纳米管掺杂与四氯化钛处理的协同作用下，提高了基于静电纺丝技术制备的TiO2纳米纤维膜的性能，使其染料敏化太阳电池总的光电转换效率提高了15%~23%。

主权项

一种碳纳米管与四氯化钛协同提高染料敏化电池纳米纤维膜性能的方法，其特征在于该方法的步骤如下：1）配制PVAc质量百分含量为15wt.%的DMF溶液，将体积为DMF溶液25%的表面活性剂Triton X‑100，体积为DMF溶液12.5%的HAc，以及质量2倍于PVAc的TiP加入到DMF溶液中；经磁力搅拌8h获得TiO2前驱体旋涂液，并用旋涂仪将其旋涂在FTO导电玻璃上形成一层的旋涂层；2）配制PVAc质量百分含量为11.5wt.%的DMF溶液，将体积为DMF溶液15%的表面活性剂Triton X‑100，体积为DMF溶液10%的HAc，以及质量2倍于PVAc的TiP加入到DMF溶液中；随后，将摩尔百分含量为TiP的0.1%~1%的MWCNTs也加入到DMF溶液中，磁力搅拌8h获得TiO2前驱体纺丝液（1），并超声2h保证MWCNTs在溶液中的均匀分散；将前驱体纺丝液（1）装入到带有喷丝头（2）的注射器（3）中，在喷丝头（2）和接收装置（9）间加高电压（4），带电液滴在电场的作用下克服自身的表面张力形成喷射细流，由微量注射泵（5）控制挤出速率；随着溶剂挥发，喷射细流固化形成PVAc/TiP复合纤维（6），以无序状态直接收集在经旋涂处理的FTO导电玻璃（7）上形成纤维膜（8），FTO导电玻璃（7）由接收装置（9）固定；3）纺丝30min后，将收集到的纤维膜（8）干燥后放入马弗炉烧结，以1°C·min‑1的速率升温至480°C后保温1h，得到TiO2纳米纤维膜；4）将制得的TiO2纳米纤维膜用75°C的TiCl4水溶液处理。