[发明专利]纳米金修饰共轭聚合物敏化纳晶工作电极的方法

权利要求书

1.一种纳米金修饰共轭聚合物敏化纳晶太阳能电池中工作电极的方法，其特征是，该方法包括以下步骤：

1)将TiO₂胶体均匀涂覆到清洗干净的导电玻璃上，室温下空气中干燥，在250～600℃温度下烧结15～60分钟，得到厚度为2～20微米的宽禁带TiO₂半导体纳晶薄膜工作电极；

2)将步骤1)制备好的宽禁带TiO₂半导体纳晶薄膜工作电极浸入到浓度为1.0×10^-8～1.0×10^-6摩尔/升金的无机酸或金的无机盐的水溶液中浸泡；将浸泡后的宽禁带TiO₂半导体纳晶薄膜工作电极取出，于空气中干燥；之后在100～500℃温度下烧结，得到纳米金修饰的宽禁带TiO₂半导体纳晶薄膜工作电极；或

将步骤1)制备好的宽禁带TiO₂半导体纳晶薄膜工作电极浸入到加有醇电子受体的浓度为1.0×10^-7～1.0×10^-5摩尔/升金的无机酸或金的无机盐的水溶液中，其中，醇电子受体占含有醇电子受体的金的无机酸或金的无机盐的水溶液总体积的1/1000～1/10，然后在紫外灯下照射，得到纳米金修饰的宽禁带TiO₂半导体纳晶薄膜工作电极；或

利用水热法，在含有保护剂的浓度为1.0×10^-5～1.0×10^-3摩尔/升金的无机酸或金的无机盐的水溶液中加入还原剂，其中保护剂∶金的无机酸或金的无机盐的摩尔比为1∶1～4∶1，还原剂占含有保护剂和还原剂的金的无机酸或金的无机盐的水溶液总体积的1/3～2/3；在高压釜中于温度为100～200℃下合成出纳米金水溶胶；而后将步骤1)制备好的宽禁带TiO₂半导体纳晶薄膜工作电极浸入到纳米金水溶胶中，以使金胶体吸附在工作电极表面；将得到的金胶体吸附后的工作电极取出，在250～500℃温度下烧结，以除去工作电极表面吸附的金水溶胶中的保护剂和还原剂，同时增强Au颗粒与工作电极之间的结合程度，得到纳米金修饰的宽禁带TiO₂半导体纳晶薄膜工作电极；

3)将步骤2)制备的纳米金修饰的宽禁带TiO₂半导体纳晶薄膜工作电极浸入到含有10^-6～10^-3摩尔/升的共轭聚合物光敏剂的有机溶剂中，于黑暗处浸泡12～60小时；

所述的共轭聚合物光敏剂是聚噻吩衍生物。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：步骤2)所述的将步骤1)制备好的宽禁带TiO₂半导体纳晶薄膜工作电极浸入到浓度为1.0×10^-8～1.0×10^-6摩尔/升金的无机酸或金的无机盐的水溶液中的浸泡时间为2～20小时。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是：步骤2)所述的将步骤1)制备好的宽禁带TiO₂半导体纳晶薄膜工作电极浸入到纳米金水溶胶中的时间是5～20小时。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是：步骤2)所述的紫外灯是20～100瓦，照射时间是0.5～3小时。

5.根据权利要求1或3所述的方法，其特征是：所述的纳米金颗粒的粒径为1～30nm，其在工作电极表面的覆盖度为1×10^-12～1×10^-9mol/cm²。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的TiO₂胶体中的TiO₂的粒度为10～80纳米。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的聚噻吩衍生物的分子结构式是：

其中：n＝100～200。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，所述的金的无机酸是HAuCl₄或HAu(NO₃)₄；所述的金的无机盐是KAuCl₄。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的醇是甲醇或乙醇。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的保护剂为丙烯酸钠或柠檬酸；

所述的有机溶剂为二氯甲烷、氯仿或四氢呋喃。