，然后取出，即得具有高光散射作用的分散二氧化鈦納米管復(fù)合光陽(yáng)極；
所述的N719染料溶液的濃度為0.3mmol/L,溶質(zhì)是N719染料，溶劑由乙腈和叔丁醇按體積比為1:1組成的混合液。
[0008]在上述所得的具有高光散射作用的分散二氧化鈦納米管復(fù)合光陽(yáng)極的上面覆蓋上鉑對(duì)電極，在兩個(gè)電極之間填充電解液，并用熱封薄膜進(jìn)行封裝，便形成了染料敏化太陽(yáng)能電池。
[0009]本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的一種具有高光散射作用的分散二氧化鈦納米管復(fù)合光陽(yáng)極，由于采用了與現(xiàn)有技術(shù)不同的技術(shù)方案，因此具有比現(xiàn)有技術(shù)更好的技術(shù)效果:
(I)直接利用生長(zhǎng)在鈦金屬基片上的二氧化鈦納米管制備電池光陽(yáng)極，只能采用背照射方式。本發(fā)明把二氧化鈦納米管粉末與二氧化鈦納米顆粒結(jié)合，制備了正照射方式的電池，增加了入射光利用效率。
[0010](2) 二氧化鈦納米管陣列薄膜具有許多電子陷阱中心，且無(wú)法通過(guò)高溫退火提高其結(jié)晶度，從而導(dǎo)致較差的電子收集效率。本發(fā)明通過(guò)對(duì)粉末狀態(tài)的二氧化鈦納米管進(jìn)行高溫?zé)崽幚?，提高了二氧化鈦納米管的結(jié)晶度，降低了電子陷阱中心，增加了電子的收集效率，提尚了電池的性能。
[0011](3)本發(fā)明使用分散狀態(tài)的二氧化鈦納米管充當(dāng)光散射元件，與采用水熱法制備的二氧化鈦納米管較小的管徑和較差的光散射效果相比，本發(fā)明制備的二氧化鈦納米管粉末，其管徑為數(shù)百納米，具有優(yōu)異的光散射性能，以捕獲更多的入射光，顯著增強(qiáng)光吸收進(jìn)而提尚電池效率。
[0012](4)水熱法制備周期長(zhǎng)，制備工藝復(fù)雜，且成本較高。本發(fā)明的制備方法所用到的材料包括低純度鈦片、乙二醇和氟化銨即可，具有成本低的特點(diǎn)，而且二氧化鈦納米管粉末的產(chǎn)率很高，適用于大規(guī)模生產(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1、實(shí)施例2所得的具有高光散射作用的分散二氧化鈦納米管復(fù)合光陽(yáng)極組裝成染料敏化太陽(yáng)能電池后使用理波94023A太陽(yáng)能模擬器和吉時(shí)利2400數(shù)字源表在大氣質(zhì)量AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)光照條件下測(cè)量所得的1-V曲線圖。
[0014]圖2、實(shí)施例1所得的具有高光散射作用的分散二氧化鈦納米管復(fù)合光陽(yáng)極組裝成染料敏化太陽(yáng)能電池后使用理波94023A太陽(yáng)能模擬器和吉時(shí)利2400數(shù)字源表在大氣質(zhì)量AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)光照條件下測(cè)量所得的1-V曲線圖。
[0015]圖3、實(shí)施例3所得的具有高光散射作用的分散二氧化鈦納米管復(fù)合光陽(yáng)極組裝成染料敏化太陽(yáng)能電池后使用理波94023A太陽(yáng)能模擬器和吉時(shí)利2400數(shù)字源表在大氣質(zhì)量AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)光照條件下測(cè)量所得的1-V曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面通過(guò)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步闡述，但并不限制本發(fā)明。
[0017]實(shí)施例1
一種具有高光散射作用的分散二氧化鈦納米管復(fù)合光陽(yáng)極的制備方法，具體步驟如下:
(1)、在鈦金屬基片上，采用兩步電化學(xué)陽(yáng)極氧化法制備垂直于鈦金屬基片、高度為15 μm的二氧化鈦納米管陣列；該方法制備的二氧化鈦納米管陣列垂直于鈦金屬基片，其中陽(yáng)極氧化法是一種廣泛使用的技術(shù)，在染料敏化太陽(yáng)能電池領(lǐng)域中，用于制備二氧化鈦納米管；
所述的在鈦金屬基片上，采用兩步電化學(xué)陽(yáng)極氧化法制備垂直于鈦金屬基片、厚度為15 μ m的二氧化鈦納米管陣列，步驟如下:
將厚度Imm的鈦金屬基片依次在水、無(wú)水乙醇、丙酮中清洗；然后在由氟化銨、水和乙二醇組成的電解液中常溫、陽(yáng)極氧化電壓為60伏的條件下進(jìn)行第一次陽(yáng)極氧化lh，然后在常溫下，超聲功率為100W，在無(wú)水乙醇中超聲5min，得到表面有凹坑的鈦金屬基片；
再將所得的表面有凹坑的鈦金屬基片在由氟化銨、水和乙二醇組成的電解液中常溫、陽(yáng)極氧化電壓為60伏的條件下繼續(xù)進(jìn)行第二次陽(yáng)極氧化lh，得到帶有厚度為15 μ m的二氧化鈦納米管陣列的鈦金屬基片，且二氧化鈦納米管陣列垂直于鈦金屬基片；
上述第一次陽(yáng)極氧化及第二次陽(yáng)極氧化所用的由氟化銨、水和乙二醇組成的電解液相同，按質(zhì)量比計(jì)算，即氟化銨:水:乙二醇為0.5:3:100 ; (2)、用超聲波清洗機(jī)在常溫下，超聲功率為100W，對(duì)步驟(I)所得的帶有厚度為15ym的二氧化鈦納米管陣列的鈦金屬基片在無(wú)水乙醇中進(jìn)行超聲分散處理lOmin，使鈦金屬基片上的二氧化鈦納米管陣列分散到無(wú)水乙醇中，得到濃度為30g/L的分散狀態(tài)的二氧化鈦納米管乙醇溶液；
(3)、控制轉(zhuǎn)速為4000r/min將步驟(2)所得的濃度為30g/L的分散狀態(tài)的二氧化鈦納米管溶液離心lOmin，所得的沉淀依次用去離子水和乙醇各清洗3次以去除分散狀態(tài)二氧化鈦納米管中殘余的雜質(zhì)，然后控制壓力為lOPa、溫度為120°C條件下進(jìn)行真空干燥12h，得到純分散狀態(tài)二氧化鈦納米管粉末；
(4)、在空氣條件下，將步驟(3)所得純分散狀態(tài)二氧化鈦納米管粉末控制升溫速率為20C /min升溫至700°C進(jìn)行熱處理2h，然后再控制降溫速率為2°C /min降至室溫，得到純銳鈦礦相的高結(jié)晶度二氧化鈦納米管粉末；
(5)、將異丙醇和正丁醇按體積比為1:4進(jìn)行混合得到醇溶液；
把10g粒徑為20nm的二氧化鈦納米顆粒、1g步驟(4)所得的純銳鈦礦相的高結(jié)晶度二氧化鈦納米管粉末和IL上述所得的醇溶液混合，使用磁力攪拌機(jī)以200rpm速度進(jìn)行攪拌24h，得到銳鈦礦相的高結(jié)晶度二氧化鈦納米管和二氧化鈦納米顆粒的復(fù)合漿料；
上述所用的步驟(4)所得的純銳鈦礦相的高結(jié)晶度二氧化鈦納米管粉末、粒徑為20nm的二氧化鈦納米顆粒和醇溶液的量，按粒徑為20nm的二氧化鈦納米顆粒:步驟(4)所得的純銳鈦礦相的高結(jié)晶度二氧化鈦納米管粉末:醇溶液為10g: 10g:1L的比例計(jì)算；
(6)、使用刮涂法，將步驟(5)所得的銳鈦礦相的高結(jié)晶度二氧化鈦納米管和二氧化鈦納米顆粒復(fù)合漿料涂覆在透明導(dǎo)電基底上，涂覆厚度為9 μ m，然后于將透明導(dǎo)電基體與涂膜一起在空氣中自然干燥，然后將透明導(dǎo)電基體與干燥后的涂膜控制溫度為450-500°C進(jìn)行燒結(jié)2h，得到基于透明導(dǎo)電基底的厚度為8 μπι的二氧化鈦納米管和二氧化鈦納米顆粒的復(fù)合薄膜，然后進(jìn)行染料敏化處理，即得具有高光散射作用的分散二氧化鈦納米管復(fù)合光陽(yáng)極；
所述的透明導(dǎo)電基底為摻氟氧化錫(FTO)導(dǎo)電玻璃；
所述的敏化處理，具體步驟如下:
將上述所得的厚度為8 μ m的二氧化鈦納米管和二氧化鈦納米顆粒的浸入到N719染料溶液中，室溫下進(jìn)行染料敏化處理24h，然后取出，即得具有高光散射作用的分散二氧化鈦納米管復(fù)合光陽(yáng)極；
所述的N719染料溶液的濃度為0.3mmol/L,溶質(zhì)是N719染料，溶劑由乙腈和叔丁醇按體積比為1:1組成的混合液。
[0018] 實(shí)施例2
一種具有高光散射作用的分散二氧化鈦納米管復(fù)合光陽(yáng)極的制備方法，具體步驟如下:
(1)、在鈦金屬基片上，采用兩步電化學(xué)陽(yáng)極氧化法制備垂直于鈦金屬基片、高度為15 μm的二氧化鈦納米管陣列；該方法制備的二氧化鈦納米管陣列垂直于鈦金屬基片，其中陽(yáng)極氧化法是一種廣泛使用的技術(shù)，在染料敏化太陽(yáng)能電池領(lǐng)域中，用于制備二氧化鈦納米管；
所述的在鈦金屬基片上，采用兩步電化學(xué)陽(yáng)極氧化法制備垂直于鈦金屬基片、厚度為15 μ m的二氧化鈦納米管陣列，步驟如下:
將厚度Imm的鈦金屬基片依次在水、無(wú)水乙醇、丙酮中清洗；然后在由氟化銨、水和乙二醇組成的電解液中常溫、陽(yáng)極氧化電壓為60伏的條件下進(jìn)行第一次陽(yáng)極氧化lh，然后在常溫下，超聲功率為100W，在無(wú)水乙醇中超聲5min，得到表面有凹坑的鈦金屬基片；
再將所得的表面有凹坑的鈦金屬基片在由氟化銨、水和乙二醇組成的電解液中常溫、陽(yáng)極氧化電壓為60伏的條件下繼續(xù)進(jìn)行第二次陽(yáng)極氧化lh，得到帶有厚度為15 μ m的二氧化鈦納米管陣列的鈦金屬基片，且二氧化鈦納米管陣列垂直于鈦金屬基片；
上述第一次陽(yáng)極氧化及第二次陽(yáng)極氧化所用的由氟化銨、水和乙二醇組成的電解液相同，按質(zhì)量比計(jì)算，即氟化銨:水:乙二醇為0.5:3:100 ;
(2)、用超聲波清洗機(jī)在常溫下，超聲功率為100W，對(duì)步驟(I)所得的帶有厚度為15ym的二氧化鈦納米管陣列的鈦金屬基片在無(wú)水乙醇中進(jìn)行超聲分散處理lOmin，使鈦金屬基片上的二氧化鈦納米管陣列分散到無(wú)水乙醇中，得到濃度為30g/L的分散狀態(tài)的二氧化鈦納米管乙醇溶液；
(3)、控制轉(zhuǎn)速為4000r/min將步驟(2)所得的濃度為30g/L的分散狀態(tài)的二氧化鈦納米管溶液離心lOmin，所得的沉淀依次用去離子水和乙醇各清洗3次以去除分散狀態(tài)二氧化鈦納米管中殘余的雜質(zhì)，然后控制壓力為lOPa、溫度