[发明专利]一种可用于光电转换的石墨烯基复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种可用于光电转换的石墨烯基复合材料的制备方法，包括以下步骤，制备氧化石墨烯水分散液，制备GO‑TiO₂复合溶液，将TiO₂加入到去离子水中，并超声分散，形成TiO₂溶液，将步骤一中得到的GO溶液加入TiO₂溶液中，搅拌12‑24h，得到混合液A，混合液A用500mL1:10的稀盐酸多次洗涤，除去金属离子，并用去离子水反复洗涤，离心去除酸，得到GO‑TiO₂复合溶液，制备TiO₂氧化石墨烯膜。本发明简单易行，制作出的石墨烯基复合材料稳定可靠，生产方便简单，可以批量生产大尺寸的石墨烯复合基体，用于太阳能电池使用，尤其是染料太阳能电池。

技术领域

本发明涉及太阳能技术领域，具体涉及一种可用于光电转换的石墨烯基复合材料的制备方法。

背景技术

染料敏化太阳能电池是电化学电池的一种，利用置于二氧化钛层(titaniumdioxide)之上的吸光染料将光能转化成电能，染料敏化太阳能电池是电化学电池的一种，利用置于二氧化钛层(titanium dioxide)之上的吸光染料将光能转化成电能。染料太阳能电池是利用纳米颗粒和纳米线来提高其光电转换效率。 而越多的光线被转化成电能，代表太阳能电池的转化效率和性能越高。且在转换过程中决定转化效率的重要因素之一，是电子在复合(recombination)之前能多快被转移离开二氧化钛层。电子要在电池中发挥功用，必须先脱离二氧化钛层，而要达到此目的，它们必须进入相邻的氧化铟锡(ITO)导电玻璃电极中。染料敏化太阳能电池能使太阳能更便宜，这种电池比传统的硅太阳能电池成本更低，而且更容易印在柔软的表面。且具有较佳的光电转换效率和良好的扩展性能，在价格上也更易进行推广。

当前，染料太阳能电池的发展存在两个难题：一是提高太阳能电池的光电转换效率；二是降低太阳能电池的生产成本。但是，如何实现这一矛盾体的相互协调是广大科学工作者的努力方向，也是当前制约染料敏化太阳能电池的实际推广和应用的瓶颈和技术难题。光阳极作为染料敏化太阳能电池的重要组成部分，在染料敏化太阳能电池中发挥着重要的作用。由于纳米技术的诱人前景和广泛的经济和社会效益，将太阳能电池与纳米技术相结合，从而开发具有高比表面积、高光电转换效率的光阳极成为研究的热点。

目前出现了很多，通过水热合成法，将不同颗粒的二氧化钛与石墨烯的复合材料，并将其用于染料敏化太阳能电池上，氧化石墨烯与TiO₂的符合薄膜具有更大的比表面积，可以吸收更多的染料，从而提高转换效率，但是现在的的工艺，制作出的复合膜不稳定，不能形成大尺寸膜。

发明内容

为克服所述不足，本发明的目的在于提供一种可用于光电转换的石墨烯基复合材料的制备方法，简单易行，制作出的石墨烯基复合材料稳定可靠。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可用于光电转换的石墨烯基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、制备氧化石墨烯水分散液

首先采用Hummers法制备氧化石墨烯，首先将氧化石墨加入到的浓硫酸中搅拌，然后慢慢加入KMnO₄，避免反应体系的温度超过20℃，待加完KMnO₄后，将体系升温至45℃反应1.5-3h，然后将该溶液放入冰浴中降温，再加入缓慢的加入的水和30wt%的H₂O₂，搅拌至少1h，然后在超声波分散0.5h，得到氧化石墨烯水分散液，即GO溶液。

步骤二、制备GO-TiO₂复合溶液