CN108511197B - 基于三层TiO2复合薄膜的染料电池 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于三层TiO2复合薄膜的染料电池，该染料电池包括光阳极、对电极和电解液，其中光阳极和对电极相对设置，中间夹有液态电解液；所述光阳极包括FTO导电基底，在FTO导电基底表面设有TiO2复合薄膜，该TiO2复合薄膜为三层结构设置，由光阳极FTO基底指向对电极方向，该TiO2复合薄膜依次包括TiO2下层复合薄膜、TiO2中层复合薄膜、TiO2上层复合薄膜。
Description
技术领域
本发明涉及染料敏化太阳能电池技术领域，尤其涉及一种基于三层TiO2复合薄膜的染料电池。
背景技术
随着太阳能技术的发展，如何构建高效的太阳能电池是太阳能开发过程中的核心为题。在众多太阳能电池中，染料敏化太阳能电池相比较传统的太阳能电池，具有制备工艺简单、转化效率高、成本低、无污染等优点。但是目前的染料敏化太阳能电池仍无法达到工业化的要求。TiO2光阳极作为DSSC的核心部分，是决定光电转换效率的关键，因此，采用多样化的制备技术及掺杂、复合等方法以提高TiO2光阳极对太阳光的有效利用，提高光电转换效率是目前技术发展的热点。
发明内容
本发明旨在提供一种基于三层TiO2复合薄膜的染料电池，以解决上述提出问题。
本发明的实施例中提供了一种基于三层TiO2复合薄膜的染料电池，该染料电池包括光阳极、对电极和电解液，其中光阳极和对电极相对设置，中间夹有液态电解液；所述光阳极包括FTO导电基底，在FTO导电基底表面设有TiO2复合薄膜，该TiO2复合薄膜为三层结构设置，由光阳极FTO基底指向对电极方向，该TiO2复合薄膜依次包括TiO2下层复合薄膜、TiO2中层复合薄膜、TiO2上层复合薄膜。
优选地，所述TiO2复合薄膜是这样形成的：通过在FTO导电基底表面丝网印刷TiO2复合浆料，从而形成该TiO2复合薄膜；所述TiO2上层复合薄膜厚度为20μm，所述TiO2下层复合薄膜厚度为40μm，所述TiO2中层复合薄膜厚度为20μm。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明创造性的设置三层TiO2复合薄膜，通过物质种类及薄膜厚度调控，使得其能够形成更利于电子传输的通道，并且利于染料的吸附、减少电子的湮灭，取得了意料不到的技术效果。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明实施方式中所述光阳极的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
本发明的实施例涉及一种基于三层TiO2复合薄膜的染料电池，在结构方面，基于传统染料敏化太阳能电池，该染料电池包括光阳极、对电极和电解液，其中光阳极和对电极相对设置，中间夹有液态电解液。
具体到光阳极，本申请的技术方案对光阳极进行了改进，该光阳极包括FTO 导电基底01，在FTO导电基底01表面设有TiO2复合薄膜；该TiO2复合薄膜是这样形成的：通过在FTO导电基底表面丝网印刷TiO2复合浆料，从而形成该 TiO2复合薄膜。
具体的，该TiO2复合薄膜为三层结构设置，由光阳极FTO基底指向对电极方向，该TiO2复合薄膜依次包括TiO2下层复合薄膜02、TiO2中层复合薄膜03、 TiO2上层复合薄膜04。
二氧化钛是一种室温下禁带宽度为3.2eV的直接带隙半导体过渡金属氧化物，其在传统领域，比如颜料、涂料、光电化学、光催化、传感器等领域使用广泛，现阶段由于TiO2具有较好的物理化学稳定性，耐强酸碱腐蚀，而且纳米尺寸的TiO2在电荷传输分离、染料吸附等方面都显示出优异的性能，因此，染料敏化太阳能电池的光阳极中一直用二氧化钛浆料作为主要物质。
本申请技术方案中，创造性的设置三层TiO2复合薄膜，通过物质种类及薄膜厚度调控，使得其能够形成更利于电子传输的通道，并且利于染料的吸附、减少电子的湮灭，取得了意料不到的技术效果。
关于TiO2上层复合薄膜：
所述TiO2上层复合薄膜包含BaTiO3/MoS2/TiO2纳米片异质结构，其中，该 TiO2为纳米片，BaTiO3、MoS2均为纳米颗粒；TiO2纳米片边长为120nm，该 BaTiO3纳米颗粒粒径为20nm，该MoS2纳米颗粒粒径为100nm。
优选的，该TiO2上层复合薄膜中，BaTiO3、MoS2、TiO2的摩尔比为1:1:9。在上述摩尔质量控制下，BaTiO3、MoS2、TiO2结合能够发挥最佳的技术效果，提高电子传输效率、减小电子湮灭。
现有技术中，将BaTiO3、MoS2、和TiO2纳米片结合，构成异质结构，进而应用于光阳极的技术方案不多，本发明公开的光阳极中，该BaTiO3、MoS2、除了能够提高电子传输效率之外，还对太阳光具有一定的散射能力，同时具有较大的比表面积，对于染料的吸附能够大大提高，增加染料对光的利用，从而提高了光电转换的效率，起到了意料不到的技术效果。
优选地，该TiO2上层复合薄膜厚度为20μm。
关于TiO2下层复合薄膜：
所述TiO2下层复合薄膜包含BaTiO3/MoS2/TiO2纳米片异质结构，其中，该 TiO2为纳米片，BaTiO3、MoS2均为纳米颗粒；TiO2纳米片边长为120nm，该 BaTiO3纳米颗粒粒径为20nm，该MoS2纳米颗粒粒径为100nm。
优选的，该TiO2下层复合薄膜中，BaTiO3、MoS2、TiO2的摩尔比为1:1:5。
优选地，该TiO2下层复合薄膜厚度为40μm。
关于TiO2中层复合薄膜：
所述TiO2中层复合薄膜包含SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构，其中，该TiO2为纳米片，SrTiO3、Zn2SnO4均为微纳米颗粒；TiO2纳米片边长为120nm，该SrTiO3纳米颗粒粒径为10nm，该Zn2SnO4微米颗粒粒径为1000nm。
优选的，该TiO2中层复合薄膜中，SrTiO3、Zn2SnO4、TiO2的摩尔比为3:1:6。在上述摩尔质量控制下，SrTiO3、Zn2SnO4、TiO2结合能够发挥最佳的技术效果，提高电子传输效率、减小电子湮灭。
现有技术中，将SrTiO3、Zn2SnO4、和TiO2纳米片结合，构成异质结构，进而应用于光阳极的技术方案不多，本发明公开的光阳极中，该SrTiO3、Zn2SnO4除了能够提高电子传输效率之外，还对太阳光具有一定的散射能力，同时具有较大的比表面积，对于染料的吸附能够大大提高，增加染料对光的利用，从而提高了光电转换的效率，起到了意料不到的技术效果。
优选地，该TiO2中层复合薄膜厚度为20μm。
下面进一步例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。
实施例1
本实施例中，一种染料敏化太阳能电池，包括光阳极、对电极和电解液，其中光阳极和对电极相对设置，中间夹有液态电解液。
该光阳极包括FTO导电基底，在FTO导电基底表面设有TiO2复合薄膜；该TiO2复合薄膜是这样形成的：通过在FTO导电基底表面丝网印刷TiO2复合浆料，从而形成该TiO2复合薄膜。
具体的，该TiO2复合薄膜为三层结构设置，由光阳极FTO基底指向对电极方向，该TiO2复合薄膜依次包括TiO2下层复合薄膜、TiO2中层复合薄膜、TiO2上层复合薄膜。
所述TiO2上层复合薄膜包含BaTiO3/MoS2/TiO2纳米片异质结构，其中，该 TiO2为纳米片，BaTiO3、MoS2均为纳米颗粒；TiO2纳米片边长为120nm，该 BaTiO3纳米颗粒粒径为20nm，该MoS2纳米颗粒粒径为100nm。
该TiO2上层复合薄膜中，BaTiO3、MoS2、TiO2的摩尔比为1:1:9。
该TiO2上层复合薄膜厚度为20μm。
所述TiO2下层复合薄膜包含BaTiO3/MoS2/TiO2纳米片异质结构，其中，该 TiO2为纳米片，BaTiO3、MoS2均为纳米颗粒；TiO2纳米片边长为120nm，该 BaTiO3纳米颗粒粒径为20nm，该MoS2纳米颗粒粒径为100nm。
该TiO2下层复合薄膜中，BaTiO3、MoS2、TiO2的摩尔比为1:1:5。
该TiO2下层复合薄膜厚度为40μm。
所述TiO2中层复合薄膜包含SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构，其中，该TiO2为纳米片，SrTiO3、Zn2SnO4均为微纳米颗粒；TiO2纳米片边长为120nm，该SrTiO3纳米颗粒粒径为10nm，该Zn2SnO4微米颗粒粒径为1000nm。
该TiO2中层复合薄膜中，SrTiO3、Zn2SnO4、TiO2的摩尔比为3:1:6。
该TiO2中层复合薄膜厚度为20μm。
如下为本发明所述染料敏化太阳能电池的制备步骤：
步骤1，制备光阳极
a)制备Zn2SnO4
将0.4g的L-色氨酸溶解在30ml水中，使其置于65℃环境下，然后向上述溶液中加入0.21g的SnCl4·4H2O和0.263g的Zn(CH3COO)2·4H2O，电磁搅拌 30min，然后向混合液中加入5ml的1.45M的氢氧化钠水溶液，然后将混合液转移到聚四氟乙烯的反应釜中，在230℃下反应24h，自然冷却至室温，将沉淀物分离，依次用去离子水、无水乙醇各清洗三次，然后70℃干燥12h，得到沉淀即为Zn2SnO4；
b)制备MoS2
将0.3g的钼酸钠、0.4g的硫代乙酰胺和0.5g的草酸分别溶解在20ml去离子水中，磁力搅拌15min，分别形成均匀溶液；
然后，将20ml的硫代乙酰胺溶液缓慢倒入20ml的钼酸钠溶液中，同时磁力搅拌10min，形成混合溶液A，然后将20ml的草酸溶液和混合溶液A混合，超声20min，使溶液充分反应，形成混合溶液B；
将混合溶液B转移到100ml高压反应釜中并完好密封，将反应釜放入200℃的温度下保温30h；待反应结束后，离心收集反应釜中生成的沉淀物，清洗后，再在真空干燥箱中将沉淀在60℃下干燥10h，然后在氩气保护下，630℃退火 75min，得到MoS2；
c)制备SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2
通过水热法制备TiO2纳米片：在室温下，取10ml钛酸四丁酯，将其放入 50ml的聚四氟乙烯反应釜中，然后，在搅拌情况下加入1.4ml的49wt.％氢氟酸溶液，在200℃下保温24h，得到白色沉淀，然后将其依次用超纯水和乙醇离心清洗，得到产物在70℃下干燥24h，得到所述TiO2纳米片；
将氢氧化锶完全溶于超纯水中，配置成浓度为13mM、60ml的溶液，然后将其加入到反应釜中，按照摩尔比例，向反应釜中加入上述得到的TiO2纳米片和Zn2SnO4，磁力搅拌50min后，再180℃保温20h，待反应完毕后自然冷却至室温，所得产物用0.1M的盐酸溶液和去离子水洗涤多次，然后干燥得到所述的SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构；
d)制备BaTiO3/MoS2/TiO2
将氢氧化钡完全溶于超纯水中，配置成浓度为14mM、60ml的溶液，然后将其加入到反应釜中，按照摩尔比例，向反应釜中加入上述得到的TiO2纳米片和MoS2，磁力搅拌50min后，再210℃保温35h，待反应完毕后自然冷却至室温，所得产物用0.1M的盐酸溶液和去离子水洗涤多次，然后干燥得到所述的 BaTiO3/MoS2/TiO2纳米片异质结构；
e)制备光阳极
首先，分别将SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构、BaTiO3/MoS2/TiO2纳米片异质结构配置成TiO2复合浆料；光阳极基底为FTO基底，将其切割，清洗干净，然后配置0.04M的TiCl4水溶液，将清洗干净的FTO基底放入TiCl4水溶液中，在80℃下保持1h，取出，用去离子水反复冲洗，然后将FTO基底放入马弗炉中，在400℃退火1h；
采用丝网印刷法将TiO2复合浆料涂覆在处理过的FTO基底上，使得分别形成TiO2下层复合薄膜、TiO2中层复合薄膜、TiO2上层复合薄膜；达到所需厚度后，将旋涂好浆料的FTO基底在260℃干燥5h，然后在290℃煅烧40min、 310℃煅烧15min、360℃煅烧50min、450℃煅烧30min、500℃煅烧20min；将煅烧后的FTO基底浸入到0.05mM染料N-719的乙腈和叔丁醇混合溶液中，乙腈和叔丁醇体积比为1:1，停留24h，取出后晾干，得到所述的光阳极；
步骤2，制备对电极
对电极为分散有铂的FTO基底，将对电极切割成与光阳极相同的尺寸，并在所需的位置钻孔，然后清洗备用；
步骤3，封装
将光阳极与对电极对置，在两电极之间注入电解液，共同组成一个三明治结构的电池，两电极之间进行封装；
电解液应用碘/碘三负离子电解液，首先称取100ml的乙腈溶液，向其中加入0.1M的碘化锂，0.1M单质碘，0.6M 4-叔丁基吡啶和0.6M的四丁基碘化铵，避光超声5min，使其充分溶解；然后称取5g的Ag纳米颗粒，将其加入混合溶液中，充分混合。
染料敏化太阳能电池的光电性能主要是由测定电池的短路电流密度-开路电压来表现，测试是在模拟标准太阳光照射下进行的，在AM1.5的标准光源下，对所得染料敏化太阳能电池性能进行测试。
经测定，本实施例得到的染料敏化太阳能电池开路电压为0.83V，短路电流密度为21.76mA/cm2，光电转换效率高达11.2％；
可以看到，本实施例中，由于TiO2复合薄膜中包含BaTiO3/MoS2/TiO2纳米片异质结构、SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构、该BaTiO3、MoS2、Zn2SnO4、 TiO2结合能够发挥最佳的技术效果，提高电子传输效率、减小电子湮灭，进而体现在提高了光电转换效率。
实施例2
本实施例中，一种染料敏化太阳能电池，包括光阳极、对电极和电解液，其中光阳极和对电极相对设置，中间夹有液态电解液。
该光阳极包括FTO导电基底，在FTO导电基底表面设有TiO2复合薄膜；该TiO2复合薄膜是这样形成的：通过在FTO导电基底表面丝网印刷TiO2复合浆料，从而形成该TiO2复合薄膜。
具体的，该TiO2复合薄膜为双层结构设置，由光阳极FTO基底指向对电极方向，该TiO2复合薄膜依次包括TiO2下层复合薄膜、TiO2上层复合薄膜。
所述TiO2上层复合薄膜包含BaTiO3/MoS2/TiO2纳米片异质结构，其中，该 TiO2为纳米片，BaTiO3、MoS2均为纳米颗粒；TiO2纳米片边长为120nm，该 BaTiO3纳米颗粒粒径为20nm，该MoS2纳米颗粒粒径为100nm。
该TiO2上层复合薄膜中，BaTiO3、MoS2、TiO2的摩尔比为1:1:9。
该TiO2上层复合薄膜厚度为20μm。
所述TiO2下层复合薄膜包含BaTiO3/MoS2/TiO2纳米片异质结构，其中，该 TiO2为纳米片，BaTiO3、MoS2均为纳米颗粒；TiO2纳米片边长为120nm，该 BaTiO3纳米颗粒粒径为20nm，该MoS2纳米颗粒粒径为100nm。
该TiO2下层复合薄膜中，BaTiO3、MoS2、TiO2的摩尔比为1:1:5。
该TiO2下层复合薄膜厚度为40μm。
染料敏化太阳能电池的光电性能主要是由测定电池的短路电流密度-开路电压来表现，测试是在模拟标准太阳光照射下进行的，在AM1.5的标准光源下，对所得染料敏化太阳能电池性能进行测试。
经测定，本实施例得到的染料敏化太阳能电池开路电压为0.62V，短路电流密度为16.88mA/cm2，光电转换效率为7.6％；
可以看到，相较实施例1，本实施例中，由于TiO2复合薄膜中减少了 SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构，其光电转换效率相较实施例1减少较大，降低到7.6％，说明中间层的设置能够取得意料不到的技术效果。
实施例3
本实施例中，一种染料敏化太阳能电池，包括光阳极、对电极和电解液，其中光阳极和对电极相对设置，中间夹有液态电解液。
该光阳极包括FTO导电基底，在FTO导电基底表面设有TiO2复合薄膜；该TiO2复合薄膜是这样形成的：通过在FTO导电基底表面丝网印刷TiO2复合浆料，从而形成该TiO2复合薄膜。
具体的，该TiO2复合薄膜为双层结构设置，由光阳极FTO基底指向对电极方向，该TiO2复合薄膜依次包括TiO2下层复合薄膜、TiO2中层复合薄膜、TiO2上层复合薄膜。
所述TiO2上层复合薄膜包含BaTiO3/MoS2/TiO2纳米片异质结构，其中，该 TiO2为纳米片，BaTiO3、MoS2均为纳米颗粒；TiO2纳米片边长为120nm，该 BaTiO3纳米颗粒粒径为20nm，该MoS2纳米颗粒粒径为100nm。
该TiO2上层复合薄膜中，BaTiO3、MoS2、TiO2的摩尔比为1:1:9。
该TiO2上层复合薄膜厚度为20μm。
所述TiO2下层复合薄膜包含SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构，其中，该TiO2为纳米片，SrTiO3、Zn2SnO4均为微纳米颗粒；TiO2纳米片边长为120nm，该SrTiO3纳米颗粒粒径为10nm，该Zn2SnO4微米颗粒粒径为1000nm。
该TiO2下层复合薄膜中，SrTiO3、Zn2SnO4、TiO2的摩尔比为3:1:6。
该TiO2下层复合薄膜厚度为20μm。
染料敏化太阳能电池的光电性能主要是由测定电池的短路电流密度-开路电压来表现，测试是在模拟标准太阳光照射下进行的，在AM1.5的标准光源下，对所得染料敏化太阳能电池性能进行测试。
经测定，本实施例得到的染料敏化太阳能电池开路电压为0.86V，短路电流密度为18.55mA/cm2，光电转换效率为9.6％；
可以看到，相较实施例1，本实施例中，由于TiO2复合薄膜中减少了一层 BaTiO3/MoS2/TiO2纳米片异质结构，其光电转换效率相较实施例1有所下降减少，降低到9.6％。
以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.基于三层TiO2复合薄膜的染料电池，该染料电池包括光阳极、对电极和电解液，其中光阳极和对电极相对设置，中间夹有液态电解液；其特征在于，所述光阳极包括FTO导电基底，在FTO导电基底表面设有TiO2复合薄膜，该TiO2复合薄膜为三层结构设置，由光阳极FTO基底指向对电极方向，该TiO2复合薄膜依次包括TiO2下层复合薄膜、TiO2中层复合薄膜、TiO2上层复合薄膜；所述TiO2上层复合薄膜包含BaTiO3/MoS2/TiO2纳米片异质结构，所述TiO2下层复合薄膜包含BaTiO3/MoS2/TiO2纳米片异质结构，所述TiO2中层复合薄膜包含SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构。
2.根据权利要求1所述的基于三层TiO2复合薄膜的染料电池，其特征在于，所述TiO2复合薄膜是这样形成的：通过在FTO导电基底表面丝网印刷TiO2复合浆料，从而形成该TiO2复合薄膜；所述TiO2上层复合薄膜厚度为20μm，所述TiO2下层复合薄膜厚度为40μm，所述TiO2中层复合薄膜厚度为20μm。
3.根据权利要求2所述的基于三层TiO2复合薄膜的染料电池，其特征在于，所述TiO2上层复合薄膜中，所述TiO2为纳米片，所述BaTiO3、MoS2均为纳米颗粒，所述BaTiO3、MoS2、TiO2的摩尔比为1:1:9。
4.根据权利要求3所述的基于三层TiO2复合薄膜的染料电池，其特征在于，所述TiO2纳米片边长为120nm，所述BaTiO3纳米颗粒粒径为20nm，所述MoS2纳米颗粒粒径为100nm。
5.根据权利要求2所述的基于三层TiO2复合薄膜的染料电池，其特征在于，所述TiO2下层复合薄膜中，所述TiO2为纳米片，所述BaTiO3、MoS2均为纳米颗粒，所述BaTiO3、MoS2、TiO2的摩尔比为1:1:5。
6.根据权利要求5所述的基于三层TiO2复合薄膜的染料电池，其特征在于，所述TiO2纳米片边长为120nm，该BaTiO3纳米颗粒粒径为20nm，该MoS2纳米颗粒粒径为100nm。
7.根据权利要求2所述的基于三层TiO2复合薄膜的染料电池，其特征在于，所述TiO2中层复合薄膜中，所述TiO2为纳米片，所述SrTiO3、Zn2SnO4均为微纳米颗粒；所述TiO2纳米片边长为120nm，所述SrTiO3纳米颗粒粒径为10nm，所述Zn2SnO4微米颗粒粒径为1000nm，所述SrTiO3、Zn2SnO4、TiO2的摩尔比为3:1:6。
8.根据权利要求1所述的基于三层TiO2复合薄膜的染料电池，其特征在于，所述染料敏化太阳能电池的制备步骤：
步骤1，制备光阳极
a)制备Zn2SnO4
b)制备MoS2
c)制备SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2
通过水热法制备TiO2纳米片：在室温下，取10ml钛酸四丁酯，将其放入50ml的聚四氟乙烯反应釜中，然后，在搅拌情况下加入1.4ml的49wt.％氢氟酸溶液，在200℃下保温24h，得到白色沉淀，然后将其依次用超纯水和乙醇离心清洗，得到产物在70℃下干燥24h，得到所述TiO2纳米片；
将氢氧化锶完全溶于超纯水中，配置成浓度为13mM、60ml的溶液，然后将其加入到反应釜中，按照摩尔比例，向反应釜中加入上述得到的TiO2纳米片和Zn2SnO4，磁力搅拌50min后，再180℃保温20h，待反应完毕后自然冷却至室温，所得产物用0.1M的盐酸溶液和去离子水洗涤多次，然后干燥得到所述的SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构；
d)制备BaTiO3/MoS2/TiO2
将氢氧化钡完全溶于超纯水中，配置成浓度为14mM、60ml的溶液，然后将其加入到反应釜中，按照摩尔比例，向反应釜中加入上述得到的TiO2纳米片和MoS2，磁力搅拌50min后，再210℃保温35h，待反应完毕后自然冷却至室温，所得产物用0.1M的盐酸溶液和去离子水洗涤多次，然后干燥得到所述的BaTiO3/MoS2/TiO2纳米片异质结构；
e)制备光阳极
首先，分别将SrTiO3/Zn2SnO4/TiO2纳米片异质结构、BaTiO3/MoS2/TiO2纳米片异质结构配置成TiO2复合浆料；光阳极基底为FTO基底，将其切割，清洗干净，然后配置0.04M的TiCl4水溶液，将清洗干净的FTO基底放入TiCl4水溶液中，在80℃下保持1h，取出，用去离子水反复冲洗，然后将FTO基底放入马弗炉中，在400℃退火1h；
采用丝网印刷法将TiO2复合浆料涂覆在处理过的FTO基底上，使得分别形成TiO2下层复合薄膜、TiO2中层复合薄膜、TiO2上层复合薄膜；达到所需厚度后，将旋涂好浆料的FTO基底在260℃干燥5h，然后在290℃煅烧40min、310℃煅烧15min、360℃煅烧50min、450℃煅烧30min、500℃煅烧20min；将煅烧后的FTO基底浸入到0.05mM染料N-719的乙腈和叔丁醇混合溶液中，乙腈和叔丁醇体积比为1:1，停留24h，取出后晾干，得到所述的光阳极；
步骤2，制备对电极
对电极为分散有铂的FTO基底，将对电极切割成与光阳极相同的尺寸，并在所需的位置钻孔，然后清洗备用；
步骤3，封装
将光阳极与对电极对置，在两电极之间注入电解液，共同组成一个三明治结构的电池，两电极之间进行封装；
电解液应用碘/碘三负离子电解液，首先称取100ml的乙腈溶液，向其中加入0.1M的碘化锂，0.1M单质碘，0.6M4-叔丁基吡啶和0.6M的四丁基碘化铵，避光超声5min，使其充分溶解；然后称取5g的Ag纳米颗粒，将其加入混合溶液中，充分混合。
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