[发明专利]锡掺杂染料敏化TiO2纳晶薄膜光电极及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种制备光电极的方法，包括如下步骤：

1)将钛盐与含锡化合物分别溶于溶剂后混匀依次进行水解和水热反应，再将所得胶体溶液蒸干，得到掺杂锡的TiO₂胶体；

2)将步骤1)所得掺杂锡的TiO₂胶体均匀涂敷在导电玻璃上，热处理后得到掺杂锡的TiO₂薄膜电极；

3)将步骤2)所得掺杂锡的TiO₂薄膜电极干燥后，浸入染料的溶液中，取出晾干，得到所述光电极。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中，钛盐选自异丙氧醇钛、钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯、钛酸四己酯和四氯化钛中的至少一种；

所述含锡化合物选自四氯化锡、二氯化锡和叔丁氧基锡中的至少一种；

所述溶剂选自正丁醇、异丙醇、无水乙醇和水中的至少一种；

所述含锡化合物中的锡元素与钛盐中的钛元素的摩尔比为0.25-1∶100；

所述钛盐与溶剂的体积比为5-50∶100，具体为10∶100；

所述水解步骤中，温度为20-100℃，具体为25℃；时间为1-10小时，具体为1.5小时；

所述水热反应步骤中，温度为150-240℃，时间为4-24小时；

所述掺杂锡的TiO₂胶体中，固含量为5-30％，具体为13％。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述步骤2)中，构成所述导电玻璃的材料选自FTO、ITO和钛中的至少一种；

所述步骤2)热处理步骤中，温度为300-600℃，具体为450℃，时间为10-60分钟，具体为30分钟。

4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于：所述步骤3)染料的溶液中，染料选自N3、酞菁和卟啉中的至少一种；

溶剂选自异丙醇、正丁醇和无水乙醇中的至少一种；

溶液的浓度为2×10^-4-8×10^-4M，具体为5×10^-4M；

所述干燥步骤中，温度为80-120℃，时间为1-5小时。

5.权利要求1-4任一所述方法制备得到的光电极。

6.根据权利要求5所述的光电极，其特征在于：所述光电极由下至上依次由所述导电玻璃、TiO₂薄膜层和染料层组成。

7.根据权利要求6所述的光电极，其特征在于：所述TiO₂薄膜层的厚度为8-12μm；

所述染料层的染料吸附量为1×10^-7-5×10^-7mol cm^-2，具体为1.32×10^-7mol cm^-2。

8.权利要求5-7任一所述光电极在制备染料敏化太阳能电池中的应用。

9.含有权利要求5-7任一所述光电极的染料敏化太阳能电池。

10.根据权利要求8所述的应用或9所述的电池，其特征在于：所述染料选自N3、酞菁和卟啉中的至少一种。