[发明专利]一维超长TiO2

摘要

本发明公开了一维超长TiO2纳米棒阵列及其制备方法和在染料敏化太阳能电池中的应用。本发明采用支架法固定多片导电基底在一个反应釜量产多片高度均一的TiO2纳米棒阵列，结合马弗炉程控重结晶退火有效解决了一维TiO2纳米棒阵列易与导电基底脱落和不易水热量产的难题，同时结合支架法对所得TiO2纳米棒阵列进行水热刻蚀，有效解决了一维TiO2纳米棒阵列比表面积小和染料吸附量不足等问题。本发明获得的TiO2纳米棒阵列表现出优异的电子传输能力和染料吸附能力，将其应用在染料敏化太阳能电池中获得了11.14％的光电转化效率，为稳定量产制备基于一维TiO2纳米棒阵列光阳极的高效率染料敏化太阳能电池提供了可能。

主权项

1.一维超长TiO₂纳米棒阵列的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：(1)制备种子层：在透明导电基底表面制备TiO₂种子层；(2)水热制备TiO₂纳米棒：将步骤(1)制备有TiO₂种子层的透明导电基底置于由去离子水、浓盐酸和四氯化钛组成的纳米棒前驱体生长液中，然后在150℃条件下水热反应10～12h，反应结束后，冷却至室温、取出、洗净、晾干后置于马弗炉中进行退火处理；其中：所述去离子水、浓盐酸和四氯化钛的体积比为30：30：1～5；所述退火处理条件为：退火温度400～600℃，退火时间1～3h；(3)水热刻蚀：将步骤(2)制备有TiO₂纳米棒的透明导电基底置于由去离子水和浓盐酸组成的刻蚀反应液中，然后在150℃条件下水热反应6～10h，反应结束后，冷却至室温、取出、洗净、晾干后置于马弗炉中进行退火处理，即可获得本发明所述的一维超长TiO₂纳米棒阵列；其中：所述去离子水与浓盐酸的体积比为1：1；所述退火处理条件为：退火温度400～600℃，退火时间1～3h。