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专利号: 201110210556X
申请人: 常州大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-06-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种复合光阳极,其特征在于:所述复合光阳极由石墨烯/TiO2纳米颗粒复合层,TiO2纳米线阵列以及填充在TiO2纳米线阵列之间的TiO2纳米颗粒组成,石墨烯/TiO2纳米颗粒复合层中的TiO2纳米颗粒作为籽晶层生长得到TiO2纳米线阵列,石墨烯/TiO2纳米颗粒复合层中的石墨烯作为电解液的阻隔层。

2.如权利要求1所述的一种复合光阳极的制备方法,包括如下步骤:

第一步: 在FTO玻璃上制备均匀的石墨烯/TiO2纳米颗粒薄膜以其作为阻隔层,TiO2纳米颗粒作为生长TiO2纳米线阵列的籽晶;

第二步: 在FTO玻璃片上利用水热法生长TiO2纳米线阵列;

第三步: 在TiO2纳米线阵列上附着TiO2纳米颗粒;

第四步: 制备好的复合结构在氮气气氛下煅烧;

第五步: 光阳极的敏化;所述光阳极的敏化指将煅烧后的复合结构通过N719染料进行敏化的方式得到复合光阳极;

所述步骤1中在FTO玻璃制备石墨烯/TiO2纳米颗粒薄膜指:首先制备均匀稳定的石墨烯与TiO2纳米颗粒复合溶液,再将该石墨烯与TiO2纳米颗粒复合溶液旋涂在FTO玻璃上,使得石墨烯与TiO2的纳米颗粒完全覆盖在FTO玻璃片上,在N2气氛下退火得到石墨烯/TiO2纳米颗粒薄膜;或在FTO玻璃上先旋涂一层石墨烯后再旋涂TiO2溶胶并在N2气氛下退火得到石墨烯/TiO2纳米颗粒薄膜。

3.如权利要求2所述的一种复合光阳极的制备方法,其特征在于:所述第一步中控制石墨烯的浓度,即石墨烯与TiO2的质量比,范围在3%~12%。

4.如权利要求2所述的一种复合光阳极的制备方法,其特征在于:所述第一步中在FTO玻璃上制备的石墨烯/TiO2纳米颗粒薄膜在厚度在200 nm以下。

5.如权利要求2所述的一种复合光阳极的制备方法,其特征在于:所述第二步中水热法生长TiO2纳米线阵列温度范围在120~200℃,钛酸四丁酯作为TiO2纳米线阵列的前驱体,-3 -3其用量范围为1.4×10 -4.4×10 mol。

6.如权利要求2所述的一种复合光阳极的制备方法,其特征在于:所述第三步中采用TiCl4水溶液处理TiO2纳米线阵列或在TiO2纳米线阵列上旋涂TiO2溶胶后退火获得TiO2纳米线阵列/TiO2纳米颗粒的复合结构。

7.如权利要求6所述的一种复合光阳极的制备方法,其特征在于:所述第三步中采用TiCl4水溶液处理TiO2纳米线阵列从而在TiO2纳米线阵列上附着TiO2纳米颗粒,TiCl4水溶液的浓度范围为0.05~0.4 M,温度范围在30~90℃,生长时间为0.5~48 h。

8.如权利要求2所述的一种复合光阳极的制备方法,其特征在于:所述第四步中煅烧的温度范围为400~600℃,时间范围为10~60 min。

9.如权利要求1所述的一种复合光阳极在染料敏化纳米晶太阳能电池制备中的应用。