[发明专利]一种基于B4Ti3O12/TiO2异质结的染料敏化太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种基于B₄Ti₃O₁₂/TiO₂异质结的染料敏化太阳能电池，自下而上依次包括钛金属层、B₄Ti₃O₁₂/TiO₂异质结、光敏化染料和电解液、透明电极和导电玻璃层；所述B₄Ti₃O₁₂/TiO₂异质结包括TiO₂纳米管阵列和位于TiO₂纳米管表面的B₄Ti₃O₁₂；所述TiO₂纳米管阵列位于钛金属层表面。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述B₄Ti₃O₁₂/TiO₂异质结中TiO₂纳米管的高度为3～5.5μm，直径为90～110nm；所述B₄Ti₃O₁₂位于所述TiO₂纳米管表面，厚度为15～25nm。

3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述光敏化染料为光敏化染料为钌基染料。

4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述电解液为含碘和碘化物的电解液。

5.权利要求1～4任意一项所述的基于B₄Ti₃O₁₂/TiO₂异质结的染料敏化太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

将钛片进行二次电解氧化处理和退火，在钛片表面得到TiO₂纳米管阵列；

将生长有TiO₂纳米管阵列的钛片置于硝酸铋、水和KOH混合溶液中进行水热反应，得到B₄Ti₃O₁₂/TiO₂异质结；

将所述B₄Ti₃O₁₂/TiO₂异质结在光敏化染料溶液中避光浸泡，得到敏化后的B₄Ti₃O₁₂/TiO₂异质结；

将所述敏化后的B₄Ti₃O₁₂/TiO₂异质结四周3～6mm处密封后固定在含有透明电极的导电玻璃上表面，再向B₄Ti₃O₁₂/TiO₂异质结和透明电极之间注入电解液，得到基于B₄Ti₃O₁₂/TiO₂异质结的染料敏化太阳能电池。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述二次电解氧化处理包括以下步骤：

第一电解氧化处理后进行第一干燥和氮气冲洗，得到一次氧化的钛片；

将一次氧化的钛片进行第二电解氧化处理和第二干燥。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述第一电解氧化处理和第二电解氧化处理的氧化电压独立的为40～60V；所述第一电解氧化处理的时间为22～26h；所述第二电解氧化处理的时间为1.5～3h。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水热反应的pH 值为11～14；所述水热反应的温度为170～190℃；所述水热反应的时间为17～19h。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述光敏化染料溶液的浓度为2×10^-4～4×10^-4mol/L。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述避光浸泡的时间为12～24h。