CN104332311A - 柔性钛基二氧化钛薄膜光阳极的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及太阳能电池领域，具体涉及一种柔性钛基二氧化钛薄膜光阳极的制备方法。一种柔性钛基二氧化钛薄膜光阳极的制备方法，包括以下步骤：形成二氧化钛浆体；将二氧化钛浆体用玻片均匀地平铺在空隙中；使染料充分地吸附在TiO2上；取出后用乙醇浸泡3-5min，洗去吸附在表面的染料，在暗处自然晾干，即得到柔性钛基染料敏化TiO2薄膜电极。由本发明提供的方法制得的光阳极生成光电流的能力强，且性能稳定，本发明简单，易于推广。

Description

柔性钛基二氧化钛薄膜光阳极的制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池领域，具体涉及一种柔性钛基二氧化钛薄膜光阳极的制备方法。 
背景技术
自1991年07Regan和Gratzel发明染料敏化太阳能电池(DSSC)以来，因其成本低、制作工艺简易等，近二十年来受到了海内外研究者的广泛关注，经过多年的发展，其光电转化效率已高达12％。 
发明内容
本发明旨在提出一种柔性钛基二氧化钛薄膜光阳极的制备方法。 
本发明的具体方案在于： 
柔性钛基二氧化钛薄膜光阳极的制备方法，采用如下步骤：
（1）取20mL钛酸四正丁酯加入到300 mL去离子水中，搅拌0.5h后，获得白色沉淀，抽滤、冲洗三次;然后将抽滤物加入到200mL 0.1 mol·L-1的硝酸溶液中，80°C密闭搅拌直至溶液变为蓝色；
（2）将蓝色溶液倒入高压反应釜中，200 °C水热12h，生成的白色浆体加热浓缩至四分之一体积后，加入质量分数为10％的聚乙二醇20000、若干滴曲拉通乳化剂和一定质量分数研磨好的SCTNW,80°C搅拌浓缩至适当浓度形成二氧化钛浆体；
（3）将钛箔先用去离子水冲洗，然后浸入在一定浓度的氢氟酸和硝酸的共混溶液中，2min后取出用去离子水冲洗数次，保存在无水乙醇中备用，使用前吹干即可；
（4）将洗净的钛箔柔性基底四边用透明胶带覆盖，通过控制胶带的厚度来控制膜的厚度，中间留出约0.8cmx0.4 cm空隙，将二氧化钛浆体用玻片均匀地平铺在空隙中;
（5）室温晾干后，二氧化钛薄膜在马弗炉中450°C烧结0.5 h；
（6）冷却至80 °C后，将二氧化钛薄膜浸入0.05mol·L-1四氯化钛溶液中，6h后取出，用去离子水冲洗几次,然后400°C烧结20min，冷却至80°C后，浸入至2.5×10-4mol·L-1N719染料溶液中24 h，使染料充分地吸附在TiO2上;
（7）取出后用乙醇浸泡3-5 min，洗去吸附在表面的染料，在暗处自然晾干，即得到柔性钛基染料敏化TiO2薄膜电极。
优选地，所述反应釜的填充度小于80％。 
优选地，所述乙二醇20000的质量比为10%。 
或者优选地，所述曲拉通乳化剂的量为1g。 
或者优选地，所述SCTNW的质量分数为10%。 
或者优选地，所述氢氟酸和硝酸的共混溶液浓度为0.5mol·L-1。 
本发明的技术效果在于： 
    本发明提出一种柔性钛基二氧化钛薄膜光阳极的制备方法，由此方法制得的光阳极生成光电流的能力强，且性能稳定，本发明简单，易于推广。
具体实施方式
柔性钛基二氧化钛薄膜光阳极的制备方法，采用如下步骤： 
取20mL钛酸四正丁酯加入到300 mL去离子水中，搅拌0.5h后，获得白色沉淀，抽滤、冲洗三次;然后将抽滤物加入到200mL 0.1 mol·L-1的硝酸溶液中，80°C密闭搅拌直至溶液变为蓝色。
将蓝色溶液倒入高压反应釜（填充度小于80％）中，200 °C水热12h，生成的白色浆体加热浓缩至四分之一体积后，加入质量分数为10％的聚乙二醇20000、1g曲拉通乳化剂和质量分数为10%的SCTNW,80°C搅拌浓缩至适当浓度形成二氧化钛浆体。 
将钛箔先用去离子水冲洗，然后浸入在0.5mol·L-1的氢氟酸和硝酸的共混溶液中，2min后取出用去离子水冲洗数次，保存在无水乙醇中备用，使用前吹干即可。 
将洗净的钛箔柔性基底四边用透明胶带覆盖，通过控制胶带的厚度来控制膜的厚度，中间留出约0.8cmx0.4 cm空隙，将二氧化钛浆体用玻片均匀地平铺在空隙中。 
室温晾干后，二氧化钛薄膜在马弗炉中450°C烧结0.5 h。 
冷却至80 °C后，将二氧化钛薄膜浸入0.05mol·L-1四氯化钛溶液中，6h后取出，用去离子水冲洗几次,然后400°C烧结20min，冷却至80°C后，浸入至2.5×10-4mol·L-1N719染料溶液中24 h，使染料充分地吸附在TiO2上。 
取出后用乙醇浸泡3-5 min，洗去吸附在表面的染料，在暗处自然晾干，即得到柔性钛基染料敏化TiO2薄膜电极。 

Claims (6)

1.柔性钛基二氧化钛薄膜光阳极的制备方法，其特征在于：采用如下步骤：
（1）取20mL钛酸四正丁酯加入到300 mL去离子水中，搅拌0.5h后，获得白色沉淀，抽滤、冲洗三次;然后将抽滤物加入到200mL 0.1 mol·L-1的硝酸溶液中，80°C密闭搅拌直至溶液变为蓝色；
（2）将蓝色溶液倒入高压反应釜中，200 °C水热12h，生成的白色浆体加热浓缩至四分之一体积后，加入质量分数为10％的聚乙二醇20000、若干滴曲拉通乳化剂和一定质量分数研磨好的SCTNW,80°C搅拌浓缩至适当浓度形成二氧化钛浆体；
（3）将钛箔先用去离子水冲洗，然后浸入在一定浓度的氢氟酸和硝酸的共混溶液中，2min后取出用去离子水冲洗数次，保存在无水乙醇中备用，使用前吹干即可；
（4）将洗净的钛箔柔性基底四边用透明胶带覆盖，通过控制胶带的厚度来控制膜的厚度，中间留出约0.8cmx0.4 cm空隙，将二氧化钛浆体用玻片均匀地平铺在空隙中;
（5）室温晾干后，二氧化钛薄膜在马弗炉中450°C烧结0.5 h；
（6）冷却至80°C后，将二氧化钛薄膜浸入0.05mol·L-1四氯化钛溶液中，6h后取出，用去离子水冲洗几次,然后400°C烧结20min，冷却至80°C后，浸入至2.5×10-4mol·L-1N719染料溶液中24 h，使染料充分地吸附在TiO2上;
（7）取出后用乙醇浸泡3-5 min，洗去吸附在表面的染料，在暗处自然晾干，即得到柔性钛基染料敏化TiO2薄膜电极。
2.柔性钛基二氧化钛薄膜光阳极的制备方法，其特征在于：所述反应釜的填充度小于80％。
3.柔性钛基二氧化钛薄膜光阳极的制备方法，其特征在于：所述乙二醇20000的质量比为10%。
4.柔性钛基二氧化钛薄膜光阳极的制备方法，其特征在于：所述曲拉通乳化剂的量为1g。
5.柔性钛基二氧化钛薄膜光阳极的制备方法，其特征在于：所述SCTNW的质量分数为10%。
6.柔性钛基二氧化钛薄膜光阳极的制备方法，其特征在于：所述氢氟酸和硝酸的共混溶液浓度为0.5mol·L-1。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106158388A (zh) * 2016-07-11 2016-11-23 王瑞明 丝状染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法
CN107935036A (zh) * 2017-11-30 2018-04-20 重庆文理学院 一种致密二氧化钛薄膜的室温成膜制备方法
CN108109848A (zh) * 2016-07-11 2018-06-01 王瑞明 纳米二氧化钛薄膜光阳极的制备方法

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