[发明专利]染料敏化太阳能电池光阳极、电池及其制备方法

权利要求书

1.染料敏化太阳能电池光阳极，其特征在于：包括Ti基底、TiO₂纳米栅格层和TiO₂纳米管阵列，所述TiO₂纳米栅格层位于Ti基底上，所述TiO₂纳米管阵列的纳米管分别自所述Ti基底生长且穿过所述TiO₂纳米栅格层。

2.根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池光阳极，其特征在于：所述TiO₂纳米栅格层的栅线宽度是0.01～0.05mm，栅线间距是0.01～0.05mm。

3.根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池光阳极，其特征在于：所述TiO₂纳米管阵列的膜厚是300～500nm。

4.染料敏化太阳能电池，其特征在于：包括权利要求1至3中任何一项所述的染料敏化太阳能电池光阳极。

5.权利要求1至3中任何一项的染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

a.清洗Ti基底；

b.将清洗后的Ti基底置于浓度为40～50mmol/L的TiCl₄溶液中，在70℃下的水浴中处理15～30min，形成TiO₂纳米层；

c.刻蚀b步骤形成的TiO₂纳米层，在Ti基底上形成TiO₂栅格层；

d.将NaHSO₄H₂O、C₆H₅Na₃O₇2H₂O和NaF按物质的量比2～4∶2∶1～2混合并以HF调节，配置成pH值为5.0～6.0的弱酸性的电解液；

e.将具有TiO₂纳米栅格层的基底作为阳极，铂为阴极置于d步骤制备的电解液中，并在电压为10V～25V，温度为10℃～20℃的条件下，进行磁力搅拌10分钟～20分钟，获得所述TiO₂纳米管阵列；

f.将所述具有TiO₂纳米管阵列的Ti基底置于马弗炉内，升温至450～500℃，处理15～30min，制得锐钛矿相的TiO₂膜层，作为染料敏化太阳能电池光阳极。

6.根据权利要求5所述的染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，其特 征在于：清洗所述Ti基底采用如下步骤：

a.采用丙酮和去离子水先后超声清洗所述Ti基底10min；

b.将超声波清洗过的Ti基底在HF与HNO₃体积比为1∶1的混合液中化学抛光；

c.再将抛光后的Ti基底先后采用丙酮和去离子水进行超声清洗10min，后低温烘干。