[发明专利]原位生长TiO2纳米颗粒/纳米管的染料敏化太阳能电池的制备方法

权利要求书

1.一种原位生长TiO₂纳米颗粒/纳米管的染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体为：

将钛片置于阳极氧化溶液中进行两次阳极氧化反应，得到基于钛基底的TiO2纳米管，并将钛基底剥离而得到TiO2纳米管薄膜，再将TiO2纳米管的薄膜粘贴于导电玻璃上后置酒精溶液中反应，得到TiO2纳米颗粒/纳米管复合结构，最后将得到的复合结构进行退火结晶，并于染料溶液中浸泡后，组装成染料敏化太阳能电池，所述退火结晶具体为在500℃-600℃温度下烘烤3小时以上；所述染料溶液为N719染料溶液，且退火结晶后的TiO₂纳米颗粒/纳米管复合结构在染料中浸泡24 小时以上再进行电极组装；

所述置酒精溶液中反应的具体过程为：

粘附在导电玻璃的导电面的TiO₂纳米管薄膜在150℃-300℃的高温下烘烤后放入分析纯的酒精，水浴加热反应后，得到TiO₂纳米颗粒/纳米管复合结构。

2.根据权利要求1所述的原位生长TiO₂纳米颗粒/纳米管的染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于，

所述钛片的纯度为99.4%以上，钛片在进行两步阳极氧化反应之前需要进行预处理，具体为，将钛片进行剪裁形成梳状结构，然后进行超声清洗后吹干备用。

3.根据权利要求2所述的原位生长TiO₂纳米颗粒/纳米管的染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于：

所述两步阳极氧化反应具体包括：

A、一次氧化反应：将预处理后的钛片和惰性电极放入阳极氧化溶液中，外接恒压电源进行反应；

B、去一次氧化反应：将反应完全的钛片取出，清洗超声使氧化层与钛基底分离，取出钛片，清洗吹干备用，得到表面清洗干净的去一次氧化的钛片；

C、二次氧化反应：将去一次氧化的钛片放入步骤A反应后剩余的阳极氧化溶液中，外接与一次氧化反应相同恒压电源进行二次氧化反应，反应完全后取出，得到基于钛基底的TiO₂ 纳米管。

4.根据权利要求3所述的原位生长TiO₂纳米颗粒/纳米管的染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于：

所述阳极氧化溶液的为含氟离子的有机溶剂，通过将含有含氟离子的化学物质按照质量百分比为0.2wt%-0.25wt %加入到无水的有机溶剂中搅拌均匀而获得。

5.根据权利要求4所述的原位生长TiO₂纳米颗粒/纳米管的染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于：

所述含氟离子的化学物质为NaF、HF或NH₄F；所述无水的有机溶剂为无水的乙二醇、二甲基亚砜或丙三醇。

6.根据权利要求5所述的原位生长TiO₂纳米颗粒/纳米管的染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述将钛基底剥离的具体过程为：

将基于钛基底的TiO₂纳米管置于H₂O₂溶液中浸泡，并用去离子水缓慢冲洗，使TiO₂纳米管与钛基底分离，得到完整TiO₂纳米管薄膜，并将其粘附导电玻璃的导电面上。

7.根据权利要求1所述的原位生长TiO₂纳米颗粒/纳米管的染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述N719染料溶液的浓度为3×10^-4mol/L，溶剂为体积比为1:1的乙腈与叔丁醇的混合溶液。