1.一种用于染料敏化太阳能电池的稀土掺杂二氧化钛光阳极的制备方法,其特征在于:是由稀土化合物和钛酸正丁酯制备而成,稀土化合物和钛酸正丁酯的摩尔比为
1∶100~1∶10;具体通过如下步骤实现:
第一步,二氧化钛纳米晶胶体的制备:用钛酸正丁酯通过水热法制备纳晶二氧化钛胶体;
第二步,稀土掺杂二氧化钛粉体的制备:将市售分析纯稀土化合物溶解在硝酸溶液中形成硝酸盐溶液,将钛酸正丁酯水解得到二氧化钛溶胶,将硝酸盐溶液加入到溶胶里,经水热和高温煅烧制得稀土掺杂二氧化钛粉体;
第三步,稀土掺杂二氧化钛光阳极的制备:将稀土掺杂二氧化钛粉体加入到二氧化钛胶体中,经分散、涂膜及高温烧结制成稀土掺杂二氧化钛光阳极。
2.如权利要求1所述用于染料敏化太阳能电池的稀土掺杂二氧化钛光阳极的制备方法,其特征在于:上述第一步二氧化钛纳晶胶体制备,是在搅拌下将钛酸正丁酯逐滴加入到
10倍去离子水中,产生沉淀,持续搅拌30分钟,然后进行抽滤并洗涤2-3次得到白色沉淀,将沉淀倒入硝酸与醋酸混合溶液中,调节溶液的pH=1,保持温度在80℃,持续搅拌,直到生成透明的蓝色溶胶;先取三分之一的溶胶在200℃水热条件下处理12小时;把水热处理后的胶体倒回原来的溶胶中,进行二次水热处理;处理后的二氧化钛胶体在80℃加热,体积浓缩至原来的1/5,加入相当于TiO2量25%的聚乙二醇20,000及乳化剂,搅拌至均匀,得二氧化钛纳晶胶体。
3.如权利要求1所述用于染料敏化太阳能电池的稀土掺杂二氧化钛光阳极的制备方法,其特征在于:上述第二步稀土掺杂二氧化钛粉体的制备,是将市售分析纯氧化铒或氧化镱溶解在硝酸溶液中,得到硝酸盐溶液;将稀土化合物的硝酸盐溶液加入二氧化钛蓝色溶胶中并装入高压釜,填充度小于80%,在200℃水热处理12小时,得到稀土掺杂二氧化钛沉淀,将水热处理后的胶体,100℃真空干燥,得粉末状产品,粉末经研磨,800℃煅烧2.5小时,自然冷却至室温后,即得稀土掺杂二氧化钛粉体。
4.如权利要求1所述用于染料敏化太阳能电池的稀土掺杂二氧化钛光阳极的制备方法,其特征在于:上述第三步稀土掺杂二氧化钛光阳极的制备,是将二氧化钛胶体刮涂于导电玻璃上,在空气中自然晾干,450℃煅烧20分钟,缓慢冷却至80℃,得二氧化钛纳晶多孔膜;按稀土掺杂二氧化钛粉和二氧化钛胶体的比例为1∶3混合粉体和胶体,分散均匀后,按相同的方法在二氧化钛纳晶多孔膜上涂一层厚度4微米的稀土掺杂二氧化钛胶体,室温晾干后,450℃锻烧30分钟,自然冷却至室温后,将获得的薄膜浸泡于N3染料溶液中24小时,使染料充分地吸附在二氧化钛上,取出后用乙醇浸泡3-5分钟,洗去吸附在表面的染料,在暗处自然晾干,得到稀土掺杂二氧化钛光阳极。