[发明专利]染料敏化太阳能电池用多孔二氧化钛薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种染料敏化太阳能电池用多孔二氧化钛薄膜的制备方法，其包括以下步骤：

步骤A，提供表面清洁的基底材料，采用分子层沉积技术在基底材料表面沉积含钛有机-无机复合膜；

步骤B，将步骤A得到的材料在400-600℃下热处理2-5h，得到多孔二氧化钛薄膜。

2.如权利要求1所述的染料敏化太阳能电池用多孔二氧化钛薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤A中在超声波条件下用有机溶剂和去离子水清洗基底材料，再将清洗后的基底材料用压缩氮气吹干得到表面清洁的基底材料。

3.如权利要求2所述的染料敏化太阳能电池用多孔二氧化钛薄膜的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为异丙醇、酒精、氯仿或丙酮中的一种。

4.如权利要求1所述的染料敏化太阳能电池用多孔二氧化钛薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤A包括，

步骤A1，将表面清洁的基底材料放入温度为80-150℃的原子层沉积设备的反应腔中，用50-100sccm高纯氮气吹扫5-30min；

步骤A2，将TiCl₄或四异丙醇钛加热至60-100℃形成TiCl₄或四异丙醇钛蒸气，并以脉冲形式将TiCl₄或四异丙醇钛蒸气送入反应腔体，脉冲时间为0.05-0.2s,暴露时间为8-15s，再用高纯氮气吹扫，吹扫时间为15-30s；

步骤A3，将二元醇或多元醇加热至100-200℃形成二元醇或多元醇蒸气，再以脉冲形式送入反应腔体，脉冲时间为0.1-1s,暴露时间为20-45s,再用高纯氮气吹扫，吹扫时间为30-45s,完成一次沉积循环，即在基底材料表面沉积了一层含钛有机-无机复合膜；

步骤A4，重复步骤A2-A3的沉积循环100-20000次。

5.如权利要求4所述的染料敏化太阳能电池用多孔二氧化钛薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤A3中二元醇为乙二醇、丙二醇或丁二醇中的一种；多元醇为丙三醇、三羟甲基乙烷、季戊四醇、木糖醇或山梨醇中的一种。

6.如权利要求4所述的染料敏化太阳能电池用多孔二氧化钛薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤A3中每个沉积循环使得到的含钛有机-无机复合膜厚度增加为0.06-0.12nm。

7.如权利要求4所述的染料敏化太阳能电池用多孔二氧化钛薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤A4中重复步骤A2-A3的沉积循环1000-10000次。

8.如权利要求1所述的染料敏化太阳能电池用多孔二氧化钛薄膜的制备方法，其特征在于：所述的基底材料为掺杂氟的二氧化硅导电玻璃、铟锡氧化物导电玻璃、掺铝的氧化锌导电玻璃、单晶硅片、铜箔或无纺布中的一种。

9.如权利要求1所述的染料敏化太阳能电池用多孔二氧化钛薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤B中热处理在空气、氧气或惰性气氛中进行。

10.如权利要求1所述的染料敏化太阳能电池用多孔二氧化钛薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤B中得到多孔二氧化钛薄膜的比表面积为60-400m²/g，孔隙尺度在8～10nm。