CN110718396B - 一种TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜的制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
一种TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜的制备方法和应用，它涉及一种n型杂化聚苯胺薄膜的制备方法。本发明的目的是要解决现有聚苯胺均为质子掺杂，显示出p型的导电特性，其离域π键的吸电子作用特性使聚苯胺显示空穴传导，导致聚苯胺的电子传输功能差的问题。方法：一、制备Ti前驱液；二、在导电玻璃基底表面制备聚苯胺复合膜层；三、恒温煅烧退火，在导电玻璃基底表面得到TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜。本发明制备的TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜具有超过90％的透过率，能够最大程度保证太阳能电池对于光的吸收。本发明可获得一种TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜。
Description
技术领域
本发明涉及一种n型杂化聚苯胺薄膜的制备方法。
背景技术
近年来，随着人们对能源需求的增加和石化燃料储量的减少，开发来源丰富、绿色环保的新能源成为了目前的重要科研课题之一。太阳能作为一种取之不尽的天然能源日益受到全世界的关注，其中太阳能电池能够直接转化太阳能为电能，成为目前太阳能利用的研究热点。
量子点敏化太阳能电池(QDSC)是基于染料敏化体系开发的新型太阳能电池，其具有以下优点：一、禁带宽度可调，光稳定性高；二、具有激子倍增效应；三、具有较大的消光系数和本征偶极矩，促进电子空穴分离；四、电子给体和受体材料的能级匹配容易实现；这些优势使得量子点敏化太阳能电池的理论效率可以达到44％，具有广阔的发展前景。
在新型薄膜敏化太阳能电池中，薄膜光阳极作为控制电子注入和输出的关键组件，在光生电荷定向选择和分离、路径控制、减少漏电损失等方面起到重要作用。而目前薄膜光阳极的电子传输能力限制了电荷应用效率及光伏性能的进一步提升，开发一种高稳定高电子传输的新型光阳极材料至关重要。
聚苯胺材料(PANI)是一种导电性能优异的聚合物，具有稳定的高导电性、高表面亲和性、高化学稳定性及高覆盖率的优点，广泛应用于化学电池、超级电容器及热电材料等领域，其独特的线性大分子离域π键是控制电荷能够定向传输的优秀分子骨架，在薄膜光阳极材料的开发领域中具有优秀的理论应用前景；然而，传统的聚苯胺均为质子掺杂，显示出p型的导电特性，其离域π键的吸电子作用特性使聚苯胺显示空穴传导，而限制了聚苯胺在电子传输功能(阳极)材料开发的应用。
发明内容
本发明的目的是要解决现有聚苯胺均为质子掺杂，显示出p型的导电特性，其离域π键的吸电子作用特性使聚苯胺显示空穴传导，导致聚苯胺的电子传输功能差的问题，而提供一种TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜的制备方法。
一种TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜的制备方法，是按以下步骤完成的：
一、在密闭条件下，将四氯化钛水溶液在冰水浴下搅拌，得到Ti前驱液；
二、将导电玻璃基底/离子液体掺杂的n型聚苯胺薄膜浸入到Ti前驱液中，再在Ti前驱液中反应，在导电玻璃基底表面得到聚苯胺复合膜层；使用蒸馏水对表面含有聚苯胺复合膜层的导电玻璃基底清洗，最后使用氮气吹干；
三、将干燥的表面含有聚苯胺复合膜层的导电玻璃基底放入管式炉中，将管式炉从室温升温至200℃～250℃，再在温度为200℃～250℃下恒温煅烧退火，在导电玻璃基底表面得到TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜。
一种TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜用于制备光阳极。
本发明的原理及优点：
一、本发明基于具有分子离域π键的p型聚苯胺进行改性，利用经典N型半导体TiO2向聚苯胺注入电子、质子惰性的高温稳定1-乙基-3-甲基咪唑([EMIM]+)阳离子解锁聚苯胺p-π共轭键的吸电子作用，二者协同掺杂制备n型杂化聚苯胺薄膜(TIPA)。其意义在于扩展了聚苯胺的导电性能，将n型杂化聚苯胺TIPA平带电位移至-0.391V，相较于单一[EMIM]+阳离子掺杂后，聚苯胺的电子传输能力显著提高；
二、本发明在导电玻璃基底表面得到TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜平整致密，覆盖均匀，厚度范围190～300nm，符合光阳极阻挡层功能要求；
三、本发明制备的TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜具有超过90％的透过率，能够最大程度保证太阳能电池对于光的吸收。
四、利用本发明制备的TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜制备光阳极阻挡层，组装在CdSxSe1-x太阳能电池中，CdSxSe1-x太阳能电池的光电转化效率可达11.82％。
附图说明
图1为实施例一得到的在导电玻璃基底表面生长的TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜的截面SEM图，图中FTO为导电玻璃基底，TIPA为TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜；
图2为实施例一得到的在导电玻璃基底表面生长的TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜的表面SEM图；
图3为实施例一得到的在导电玻璃基底表面生长的TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜的透过光谱；
图4为红外光谱图，图中1为聚苯胺的红外光谱曲线，2为实施例一步骤二制备的导电玻璃基底/离子液体掺杂的n型聚苯胺薄膜的红外光谱曲线，3为实施例一得到的在导电玻璃基底表面生长的TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜的红外光谱曲线；
图5为实施例四制备的CdSxSe1-x量子点敏化太阳能电池的电流密度-电压曲线。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式是一种TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜的制备方法，是按以下步骤完成的：
一、在密闭条件下，将四氯化钛水溶液在冰水浴下搅拌，得到Ti前驱液；
二、将导电玻璃基底/离子液体掺杂的n型聚苯胺薄膜浸入到Ti前驱液中，再在Ti前驱液中反应，在导电玻璃基底表面得到聚苯胺复合膜层；使用蒸馏水对表面含有聚苯胺复合膜层的导电玻璃基底清洗，最后使用氮气吹干；
三、将干燥的表面含有聚苯胺复合膜层的导电玻璃基底放入管式炉中，将管式炉从室温升温至200℃～250℃，再在温度为200℃～250℃下恒温煅烧退火，在导电玻璃基底表面得到TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：步骤一中在密闭条件下，将四氯化钛水溶液在冰水浴和搅拌速度为50r/min～80r/min的条件下搅拌1h～3h，得到Ti 前驱液。其它步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：步骤一中所述的四氯化钛水溶液的浓度为10mmol/L～30mmol/L。其它步骤与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：步骤二中将导电玻璃基底/离子液体掺杂的n型聚苯胺薄膜浸入到Ti前驱液中，再在温度为50℃～80℃的 Ti前驱液中反应0.5h～1h，在导电玻璃基底表面得到聚苯胺复合膜层；使用蒸馏水对表面含有聚苯胺复合膜层的导电玻璃基底清洗3次～5次，最后使用氮气吹干。其它步骤与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：步骤三中煅烧退火的时间为0.5h～2h。其它步骤与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：步骤三中管式炉的升温速率为2℃/min～5℃/min。其它步骤与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是：步骤二中所述的导电玻璃基底/离子液体掺杂的n型聚苯胺薄膜是按以下步骤制备的：
一、首先将导电玻璃基底在甲苯中超声清洗15min～60min，然后在丙酮中超声清洗 15min～60min，再在无水乙醇中超声清洗15min～60min，最后在去离子水中超声清洗15min～60min，得到去除表面油污的导电玻璃基底；使用无水乙醇对去除表面油污的导电玻璃基底冲洗3次～5次，再使用氮气吹干，得到清洗后的导电玻璃基底；
二、配制苯胺/硫酸钠水溶液：
将苯胺和硫酸钠溶解到去离子水中，得到苯胺/硫酸钠水溶液；
步骤二中所述的苯胺/硫酸钠水溶液中苯胺的浓度为0.3mol/L～0.7mol/L；
步骤二中所述的苯胺/硫酸钠水溶液中硫酸钠的浓度为0.05mol/L～0.2mol/L；
三、配制离子液体溶液：
将1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯溶解到去离子水中，得到离子液体溶液；
步骤三中所述的离子液体溶液中1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯的浓度为 0.4mol/L～0.7mol/L；
四、化学沉积：
①、将苯胺/硫酸钠水溶液和离子液体溶液混合，得到电解液；
步骤四①中所述的苯胺/硫酸钠水溶液与离子液体溶液的体积比为(0.8～1.2):1；
②、以清洗后的导电玻璃基底为工作电极，铂片为对电极，银-氯化银电极为参比电极，室温下将工作电极、对电极和参比电极浸入到电解液中，使用CHI660E电化学工作站在方波恒压电沉积5s～20s，其中方波工作高压为2.6V，方波工作低压为-0.2V，占空比 0.6～0.8，在导电玻璃基底表面得到墨绿色掺杂聚苯胺薄膜；
③、使用去离子水对导电玻璃基底表面的墨绿色掺杂聚苯胺薄膜冲洗5次～7次，然后在温度为60℃～80℃下干燥1h～2h，最后在温度为200℃～250℃的管式炉中空气环境下退火0.5h～1h，在导电玻璃基底表面的蓝绿色薄膜即为离子液体掺杂的n型聚苯胺薄膜，得到导电玻璃基底/离子液体掺杂的n型聚苯胺薄膜。其它步骤与具体实施方式一至六相同。
具体实施方式八：本实施方式是一种TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜用于制备光阳极。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式八的不同点是：一种TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜用于制备光阳极是按以下步骤完成的：
一、制备盐酸溶液：
①、向蒸馏水中加入质量分数为32％～35％的盐酸，搅拌均匀，得到盐酸溶液；
步骤一①中所述的质量分数为32％～35％的盐酸与蒸馏水的体积比为(0.8～1.4):1；
二、将盐酸溶液加热至40℃～70℃，再以5滴/min～12滴/min的滴加速度向搅拌速度为300r/min～500r/min、温度为40℃～70℃的盐酸溶液中滴加钛酸四丁酯，再在搅拌速度为 50r/min～80r/min下搅拌反应1h～2h，自然冷却至室温，再在室温下陈化48h，得到橙黄色透明反应液；
三、将橙黄色透明反应液加入到反应釜中，再将TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄浸入到橙黄色透明反应液中，再将反应釜密封，将密封的反应釜在温度为150℃～170℃下反应3h～5h，再随炉冷却至室温，得到光阳极；
步骤三中所述的反应釜中橙黄色透明反应液的填充度为60％～75％。其它步骤与具体实施方式八相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式八至九之一不同点是：步骤二中所述的橙黄色透明反应液中钛酸四丁酯的浓度为45mmol/L～60mmol/L。其它步骤与具体实施方式八至九相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例一：一种TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜的制备方法，是按以下步骤完成的：
一、在密闭条件下，将浓度为20mmol/L的四氯化钛水溶液在冰水浴和搅拌速度为80r/min的条件下搅拌2h，得到Ti前驱液；
二、将导电玻璃基底/离子液体掺杂的n型聚苯胺薄膜浸入到Ti前驱液中，再在温度为70℃的Ti前驱液中反应0.5h，在导电玻璃基底表面得到聚苯胺复合膜层；使用蒸馏水对表面含有聚苯胺复合膜层的导电玻璃基底清洗5次，最后使用氮气吹干；
步骤二中所述的导电玻璃基底/离子液体掺杂的n型聚苯胺薄膜是按以下步骤完成的：
(1)、首先将导电玻璃基底在甲苯中超声清洗30min，然后在丙酮中超声清洗30min，再在无水乙醇中超声清洗30min，最后在去离子水中超声清洗30min，得到去除表面油污的导电玻璃基底；使用无水乙醇对去除表面油污的导电玻璃基底冲洗5次，再使用氮气吹干，得到清洗后的导电玻璃基底；
(2)、配制苯胺/硫酸钠水溶液：
将苯胺和硫酸钠溶解到去离子水中，得到苯胺/硫酸钠水溶液；
步骤(2)中所述的苯胺/硫酸钠水溶液中苯胺的浓度为0.5mol/L；
步骤(2)中所述的苯胺/硫酸钠水溶液中硫酸钠的浓度为0.1mol/L；
(3)、配制离子液体溶液：
将1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯溶解到去离子水中，得到离子液体溶液；
步骤(3)中所述的离子液体溶液中1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯的浓度为0.5mol/L；
(4)、化学沉积：
①、将苯胺/硫酸钠水溶液和离子液体溶液混合，得到电解液；
步骤(4)①中所述的苯胺/硫酸钠水溶液与离子液体溶液的体积比为1:1；
②、以清洗后的导电玻璃基底为工作电极，铂片为对电极，银-氯化银电极为参比电极，室温下将工作电极、对电极和参比电极浸入到电解液中，使用CHI660E电化学工作站在方波恒压电沉积5s，其中方波工作高压为2.6V，方波工作低压为-0.2V，占空比0.6，在导电玻璃基底表面得到墨绿色掺杂聚苯胺薄膜；
③、使用去离子水对导电玻璃基底表面的墨绿色掺杂聚苯胺薄膜冲洗6次，然后在温度为70℃下干燥2h，最后在温度为250℃的管式炉中空气环境下退火1h，在导电玻璃基底表面的蓝绿色薄膜即为离子液体掺杂的n型聚苯胺薄膜，得到导电玻璃基底/离子液体掺杂的n型聚苯胺薄膜；
三、将干燥的表面含有聚苯胺复合膜层的导电玻璃基底放入管式炉中，将管式炉以5 ℃/min的升温速率从室温升温至200℃，再在温度为200℃下恒温煅烧退火2h，在导电玻璃基底表面得到TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜。
实施例二：利用实施例一制备的TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜制备光阳极是按以下步骤完成的：
一、制备盐酸溶液：
①、向蒸馏水中加入质量分数为35％的盐酸，搅拌均匀，得到盐酸溶液；
步骤一①中所述的质量分数为35％的盐酸与蒸馏水的体积比为1:1；
二、将盐酸溶液加热至45℃，再以10滴/min的滴加速度向搅拌速度为500r/min、温度为45℃的盐酸溶液中滴加钛酸四丁酯，再在搅拌速度为80r/min下搅拌反应1.5h，自然冷却至室温，再在室温下陈化48h，得到橙黄色透明反应液；
步骤二中所述的橙黄色透明反应液中钛酸四丁酯的浓度为50mmol/L；
三、将橙黄色透明反应液加入到反应釜中，再将TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄浸入到橙黄色透明反应液中，再将反应釜密封，将密封的反应釜在温度为170℃下反应3h，再随炉冷却至室温，得到光阳极；
步骤三中所述的反应釜中橙黄色透明反应液的填充度为70％。
实施例三：利用实施例二制备的光阳极制备量子点敏化的光阳极是按以下步骤完成的：
一、①、将光阳极浸入到浓度为0.1mmol/L的阳离子反应液中1min，取出后首先使用去离子水冲洗3次，再使用甲醇冲洗3次，再烘干；
步骤一①中所述的阳离子反应液为乙酸镉、乙酸锌和水的混合液；所述的阳离子反应液中Cd2+与Zn2+的摩尔比为0.4:1；
②、循环步骤一①6次，得到阳离子反应液浸泡后的光阳极；
③、将阳离子反应液浸泡后的光阳极浸入到浓度为0.1mmol/L的阴离子反应液中1min，取出后首先使用去离子水冲洗3次，再使用甲醇冲洗3次，再烘干；
步骤一③中所述的阴离子反应液为NaBH4、Na2S·9H2O、Se粉、甲醇和水的混合液；所述的阴离子反应液中Se2-与S2-的摩尔比为0.4:1，甲醇与水的体积比为1:1；
④、循环步骤一③6次，得到量子点敏化的光阳极。
实施例四：组装CdSxSe1-x量子点敏化太阳能电池是按以下步骤完成的：
将实施例三制备的量子点敏化的光阳极为光阳极、Cu2S/黄铜作为阴极材料、注入S2-/S/SO3 2-多硫化物作为电解液，并使用热塑胶封装电池，电池面积控制在3.0×3.0mm2，最终得到CdSxSe1-x量子点敏化太阳能电池。
图1为实施例一得到的在导电玻璃基底表面生长的TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜的截面SEM图，图中FTO为导电玻璃基底，TIPA为TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜；
从图1可知，实施例一得到的在导电玻璃基底表面生长的TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜均匀致密，厚度范围为190nm～300nm，符合阻挡层功能要求。
图2为实施例一得到的在导电玻璃基底表面生长的TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜的表面SEM图；
从图2可知，实施例一得到的在导电玻璃基底表面生长的TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜的膜层平整致密，覆盖均匀。
图3为实施例一得到的在导电玻璃基底表面生长的TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜的透过光谱；
从图3可知，实施例一得到的在导电玻璃基底表面生长的TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜作为阻挡层具有超过90％的透过率，能够最大程度保证太阳能电池对于光的吸收。
图4为红外光谱图，图中1为聚苯胺的红外光谱曲线，2为实施例一步骤二制备的导电玻璃基底/离子液体掺杂的n型聚苯胺薄膜的红外光谱曲线，3为实施例一得到的在导电玻璃基底表面生长的TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜的红外光谱曲线；
从图4可知：在曲线1中，在1576cm-1、1482cm-1、1293cm-1、1109cm-1及794cm-1处出现了聚苯胺的红外特征峰，分别对应着苯环、苯环C-C键伸缩、苯环-亚氨基的C-N 键、醌环-氮的C＝N键以及亚氨基的N-H键；
在曲线2中，阳离子掺杂后，聚苯胺特征峰在1572cm-1和1460cm-1发生明显红移，分别对应苯环和苯环C-C键伸缩；苯环-亚氨基的C-N键(1303cm-1)和醌环-氮的C＝N 键(1215cm-1)特征峰明显红移；在1244cm-1特征峰对应着低浓度硫酸乙酯[EtSO4]-离子的C-O-SO3基团掺杂，1170cm-1、1014cm-1和916cm-1的特征峰对应着阳离子1-乙基-3- 甲基咪唑[EMIM]+的C-C、N+-CH3基团；其中离子液体的掺杂使原本聚苯胺的氧化单元消失，还原单元含量增加，导致聚苯胺中C-C伸缩的特征峰出现明显偏移，醌环-氮的C＝N 键峰强降低；
在曲线3中，在低波数区域可以看到明显的[EMIM]+特征掺杂峰，质子惰性[EMIM]+的特征掺杂峰没有明显偏移，苯环-亚氨基的C-N键(1313cm-1)特征峰发生进一步红移；其中醌环-氮的C＝N键特征峰强度明显降低，标志着聚苯胺还原单元含量的增加；特别的，在1380cm-1处出现浓度较低的Ti-O-Ti特征峰，1747cm-1处出现羟基O-H键的振动吸收峰。
图5为实施例四制备的CdSxSe1-x量子点敏化太阳能电池的电流密度-电压曲线。
当外电压为0V时，曲线的电池电流为短路电流Jsc；电池电流为0mA时，此时曲线外电压值与电池开路电压绝对值相等，电池开路电压Voc等于外电压V(值)。
电池的填充因子FF＝最大电池功率Pmax/(Voc×Jsc)，光电转化效率PCE＝Pmax/Pin，其中， Pin—模拟太阳光光源频率；本发明所有光电性能测试都以标准1.5GHz 100mW/cm2作为模拟光源，即Pin＝100mW/cm2；表1中的Jsc(mA/cm2)、Voc(V)、FF和PCE(％)是图5中的数据经上述公式分析计算得到的。
表1
| 短路电流(mA/cm<sup>2</sup>) | 开路电压(V) | 填充因子 | 光电转化效率(％) |
| 25.00 | 0.861 | 54.9 | 11.82 |
Claims (9)
1.一种TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜的制备方法，其特征在于该方法是按以下步骤完成的：
一、在密闭条件下，将四氯化钛水溶液在冰水浴下搅拌，得到Ti前驱液；
二、将导电玻璃基底/离子液体掺杂的n型聚苯胺薄膜浸入到Ti前驱液中，再在Ti前驱液中反应，在导电玻璃基底表面得到聚苯胺复合膜层；使用蒸馏水对表面含有聚苯胺复合膜层的导电玻璃基底清洗，最后使用氮气吹干；
步骤二中所述的导电玻璃基底/离子液体掺杂的n型聚苯胺薄膜中离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯；
三、将干燥的表面含有聚苯胺复合膜层的导电玻璃基底放入管式炉中，将管式炉从室温升温至200℃～250℃，再在温度为200℃～250℃下恒温煅烧退火，在导电玻璃基底表面得到TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜；
步骤三中煅烧退火的时间为0.5h～2h。
2.根据权利要求1所述的一种TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜的制备方法，其特征在于步骤一中在密闭条件下，将四氯化钛水溶液在冰水浴和搅拌速度为50r/min～80r/min的条件下搅拌1h～3h，得到Ti前驱液。
3.根据权利要求1所述的一种TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述的四氯化钛水溶液的浓度为10mmol/L～30mmol/L。
4.根据权利要求1所述的一种TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜的制备方法，其特征在于步骤二中将导电玻璃基底/离子液体掺杂的n型聚苯胺薄膜浸入到Ti前驱液中，再在温度为50℃～80℃的Ti前驱液中反应0.5h～1h，在导电玻璃基底表面得到聚苯胺复合膜层；使用蒸馏水对表面含有聚苯胺复合膜层的导电玻璃基底清洗3次～5次，最后使用氮气吹干。
5.根据权利要求1所述的一种TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜的制备方法，其特征在于步骤三中管式炉的升温速率为2℃/min～5℃/min。
6.根据权利要求1所述的一种TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜的制备方法，其特征在于步骤二中所述的导电玻璃基底/离子液体掺杂的n型聚苯胺薄膜是按以下步骤制备的：
一、首先将导电玻璃基底在甲苯中超声清洗15min～60min，然后在丙酮中超声清洗15min～60min，再在无水乙醇中超声清洗15min～60min，最后在去离子水中超声清洗15min～60min，得到去除表面油污的导电玻璃基底；使用无水乙醇对去除表面油污的导电玻璃基底冲洗3次～5次，再使用氮气吹干，得到清洗后的导电玻璃基底；
二、配制苯胺/硫酸钠水溶液：
将苯胺和硫酸钠溶解到去离子水中，得到苯胺/硫酸钠水溶液；
步骤二中所述的苯胺/硫酸钠水溶液中苯胺的浓度为0.3mol/L～0.7mol/L；
步骤二中所述的苯胺/硫酸钠水溶液中硫酸钠的浓度为0.05mol/L～0.2mol/L；
三、配制离子液体溶液：
将1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯溶解到去离子水中，得到离子液体溶液；
步骤三中所述的离子液体溶液中1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯的浓度为0.4mol/L～0.7mol/L；
四、化学沉积：
①、将苯胺/硫酸钠水溶液和离子液体溶液混合，得到电解液；
步骤四①中所述的苯胺/硫酸钠水溶液与离子液体溶液的体积比为(0.8～1.2):1；
②、以清洗后的导电玻璃基底为工作电极，铂片为对电极，银-氯化银电极为参比电极，室温下将工作电极、对电极和参比电极浸入到电解液中，使用CHI660E电化学工作站在方波恒压电沉积5s～20s，其中方波工作高压为2.6V，方波工作低压为-0.2V，占空比0.6～0.8，在导电玻璃基底表面得到墨绿色掺杂聚苯胺薄膜；
③、使用去离子水对导电玻璃基底表面的墨绿色掺杂聚苯胺薄膜冲洗5次～7次，然后在温度为60℃～80℃下干燥1h～2h，最后在温度为200℃～250℃的管式炉中空气环境下退火0.5h～1h，在导电玻璃基底表面的蓝绿色薄膜即为离子液体掺杂的n型聚苯胺薄膜，得到导电玻璃基底/离子液体掺杂的n型聚苯胺薄膜。
7.如权利要求1所述的一种TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜的制备方法制备的一种TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜的应用，其特征在于一种TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜用于制备光阳极。
8.根据权利要求7所述的一种TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜的应用，其特征在于一种TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜用于制备光阳极是按以下步骤完成的：
一、制备盐酸溶液：
①、向蒸馏水中加入质量分数为32％～35％的盐酸，搅拌均匀，得到盐酸溶液；
步骤一①中所述的质量分数为32％～35％的盐酸与蒸馏水的体积比为(0.8～1.4):1；
二、将盐酸溶液加热至40℃～70℃，再以5滴/min～12滴/min的滴加速度向搅拌速度为300r/min～500r/min、温度为40℃～70℃的盐酸溶液中滴加钛酸四丁酯，再在搅拌速度为50r/min～80r/min下搅拌反应1h～2h，自然冷却至室温，再在室温下陈化48h，得到橙黄色透明反应液；
三、将橙黄色透明反应液加入到反应釜中，再将TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄浸入到橙黄色透明反应液中，再将反应釜密封，将密封的反应釜在温度为150℃～170℃下反应3h～5h，再随炉冷却至室温，得到光阳极；
步骤三中所述的反应釜中橙黄色透明反应液的填充度为60％～75％。
9.根据权利要求8所述的一种TiO2/离子液体杂化的n型聚苯胺薄膜的应用，其特征在于步骤二中所述的橙黄色透明反应液中钛酸四丁酯的浓度为45mmol/L～60mmol/L。
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