[发明专利]可同时实现光电转化和能量存储的线状光电集成器件及其制备方法

权利要求书

1.一种可同时实现光电转化和能量存储的线状光电集成器件的制备方法，其特征在于具体步骤为：

（1）通过化学气相沉积法制备可纺碳纳米管阵列, 并从阵列中纺出碳纳米管纤维；

（2）通过阳极氧化法在钛丝表面生成取向二氧化钛纳米管；

（3）除去钛丝中部和两端的部分二氧化钛纳米管，得到分别用于光电转化和能量存储的两段功能化的钛丝；

（4）将光敏化剂涂覆在其中一段功能化的钛丝上，并在室温下放置过夜，用于光电转化；

（5）将凝胶电解质浸涂在钛丝的另一段功能化部分，用于能量存储；

（6）将阳极氧化后的钛丝固定在玻璃片上，将碳纳米管纤维缠绕在钛丝两段功能化部分；

（7）利用超声波焊接将电极与铟相连，方便接入外电路，并在光电转化段注入电解质。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述化学气相沉积法是以铁(1.2±0.2 nm)/ 三氧化二铝(3±0.5 nm)为催化剂，乙烯为碳源，氩气和氢气的混合气体为载气，其中，铁厚度1.2±0.2 nm， 三氧化二铝厚度3±0.5 nm。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述阳极氧化是以质量分数为0.25±0.05 %的氟化铵、 体积分数为5±0.5 %的水的乙二醇溶液作为电解液，以钛丝和铂片分别作为阳极和阴极，在60±5 V电压下阳极氧化2~10小时，然后用去离子水洗涤并在空气中于500±10 ℃退火处理60±5 分钟；所述二氧化钛纳米管的晶型为锐钛矿型。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，将钛丝的一段在120±5 ℃下浸入浓度为0.3±0.05 mmol/L二-四丁铵顺式-双(异硫氰基)双(2,2′-联吡啶-4,4′-二羧基)钌(II)（也称N719）的乙醇和叔丁醇（体积比1:1）溶液；之后室温下保存过夜。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（5）中，所述凝胶电解质是含有10±0.2 g聚乙烯醇和10±0.2 g磷酸的100±2 ml水溶液。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（6）中，所述缠绕的螺距在0.7~1.1 mm之间。 

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（7）中，所述电解质是含有0.1±0.02 mol/L碘化锂、 0.05±0.01 mol/L 碘、0.6±0.05  mol/L 1, 2-二甲基-3-正丙基咪唑鎓碘化物和0.5±0.05  mol/L叔丁基吡啶的无水乙腈溶液。

8.由权利要求1—7之一所述制备方法制备得到的基于碳纳米管纤维可同时实现光电转化和能量存储的线状光电集成器件。