延能化聚丙烯K4912

提供一种具有新型三维纳米棒片花结构的多孔TiO2纳米晶薄膜、 其制备方法及该材料在作为染料敏化太阳能电池光

阳极方面的应用。该方法制得的多孔 TiO2纳米晶薄膜还可以广泛的应用于光催化、光化学、锂电池等其他领域。

由FTO导电玻璃、电解质溶液（Γ/V)、三维 纳米棒片花结构的多孔TiO 2纳米晶薄膜和Pt对电极组成，三维纳米棒片

花结构的多孔TiO2 纳米晶薄膜生长在FTO导电玻璃的FTO导电膜上，电解质溶液（由0. 3M DMPII、0. 05M 12、 0. 

5M Lil、0. 5M 4-TBP溶于乙腈配制而成）通过真空回填的方法注入到由FTO导电膜和Pt 对电极构成的密闭区域中。

该新型三维纳米棒片花结构的多孔TiO2纳米晶薄膜具有特殊 的多孔结构，可以通过对光的多次散射作用有效地吸收

入射光，从而大幅度提高入射光的 利用率，达到提高光电转换效率的目的。

量取2~6mL盐酸（浓度30~40wt. % )(北京精细化学有限公司），加入到 6mL去离子水中，磁力搅拌20~30min ;

量取0.2~0.4mL钛酸四丁酯（北京精细化学有限公司），加入到步骤⑴所 得到的溶液中，磁力搅拌30~60min ;

将步骤（2)得到的混合溶液倒入内衬为聚四氟乙烯的高压反应釜中，将洗净 的FTO导电玻璃（日本板硝子公司）浸入

到该混合溶液中，并使FTO导电玻璃的FTO导电 膜朝上平放在釜底；在160~200°C下反应2~5h后，待其自然冷却至室

温，即可在FTO导 电玻璃上生长得到一层膜厚为16~30 ym的TiO2纳米晶薄膜；

将TiO2纳米晶薄膜分别用去离子水和乙醇各冲洗3~5次，然后把洗涤过的 产物在60~80°C的真空条件下烘干4~8h，后

在450~500°C下煅烧1~2h ;

新型三维纳米棒片花结构的多孔TiO2纳米晶薄膜由三种纳米结构 组成：一维纳米棒阵列，二维纳米片和三维纳米花

。长度约为3~5 μπι的纳米棒阵列直接 生长在FTO表面，可以有效改善TiO2纳米晶薄膜的电子传输速率。纳米花直

径约为6~ 8 μ m，由许多纳米棒组成，其形成于反应溶液中，在高温高压环境下逐渐沉积在纳米棒阵列 上。纳米片

由纳米花与高浓度的NaOH溶液反应并通过重结晶的方式生长而成，终形成如 图2所示的分等级的三维纳米棒片花结构

。该纳米花的独特结构具有疏松多孔的特性，有 利于增大光阳极的染料吸附量，并加强对光的散射作用，从而有效

提高光的捕获效率。由纳 米花生成的纳米片状结构，与纳米花及底部的纳米棒阵列有紧密的交联，能为电子提供更 

多高效的传导路径，有助于提高光生电子的收集效率。基于以上优点，以该多孔TiO 2纳米 晶薄膜为光阳极将大大提

高电池的光电转换效率。

该制备方法具有实验方法简单、成本低和周期短的优点。制备的 TiO2材料作为光阳极可以应用于染料敏化太阳能电

池，将其组装成电池获得的光电转换效 率（PCE)可达8. 41%，比以商用TiO2 (P25)为光阳极材料制备的电池提高了 

51.8%。