專利名稱：：納米氧化物多孔薄膜電極及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種氧化物薄膜電極及其制備方法，特別是涉及一種在柔性和非柔性襯底上的染料敏化太陽能電池和其他能量轉(zhuǎn)化器件、能量儲存器件和傳感器件中應(yīng)用的具有高活性表面和離連接性的氧化物多孔薄膜電極，及其低溫制備方法。
背景技術(shù)：
：目前，因化石資源的制約以及它的大量消費引起深刻的環(huán)境和能源問題，如地球變暖、環(huán)境惡化等等，直接影響了人類的生存和生活質(zhì)量，人類迫切需要開發(fā)綠色、安全的新能源。能源問題的解決途徑之一是利用太陽能。在一年間，到達地球表面的太陽能是巨大的，它相當于人類年消耗能量的10,000倍之多。從事光響應(yīng)的半導(dǎo)體薄膜研究的目的之一是模擬植物的光合作用，通過光電化學(xué)反應(yīng)，從而利用取之不竭的太陽光和水,直接來發(fā)電或制造作為綠色燃料的氨和氧。染料敏化TI02納晶薄膜光電化學(xué)太陽能電池是二十世紀九十年代發(fā)展起來的一種新型光伏發(fā)電技術(shù)，具有不同于常規(guī)太陽能電池的全新的設(shè)計原理和機制。尤其重要的是這種新型光伏電池制備工藝簡單、材料便宜，在低成本、低價格方面有突出的優(yōu)勢，在發(fā)展低成本、高效潔凈能源方面有很強的實用前景。染料敏化納米薄膜太陽電池采用寬禁帶半導(dǎo)體的納米多孔薄膜，在其表面吸附一層光敏化染料。由于納米多孔薄膜具有非常大的比表面積，可以吸附大量的染料，從而可有效的吸收太陽光。影響染料敏化納米薄廉太陽電池光電轉(zhuǎn)化性能的因素有膜對染料的吸附量，電子的注入效率，電子的收集效率以及電荷的復(fù)合。膜的表面活性越高、膜中納米顆粒之間的連接越好，對染料的吸附量越多，電子的注入效率和電子的收集效率越高，光電轉(zhuǎn)換效率也越大。電荷的復(fù)合越大，光電轉(zhuǎn)換效率就低。目前納米多孔薄膜主要是TiOz這類寬禁帶半導(dǎo)體材料，為了提高薄膜的牢固程度、粒子之間的連接性和表面清潔，其制作工藝一般霈要在300°C-500°C的高溫下處理。這種方法存在以下問題(1)高溫處理，耗時、耗能；(2)對于柔性染料敏化太陽電池，由于所用的聚合物柔性基底不能承受150°C以上的高溫，因此該方法無法使用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種可以用于在聚合物基底上制作柔性光電化學(xué)器件的納米氧化物多孔薄膜電極；本發(fā)明的另一目的是提供一種可以在室溫下制備納米氧化物多孔薄膜電極方法，該方法簡單，可以節(jié)約能源和易于生產(chǎn)。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明提供納米氣化物多孔薄膜電極，包括在襯底上涂敷半導(dǎo)體材料層，其特征在于，所述的半導(dǎo)體材料層是由一層或一層以上的氧化物半導(dǎo)體材料組成所述的氧化物半導(dǎo)體材料層的顆粒粒徑為5至500納米，薄膜厚度在l微米到50微米之間，薄膜中有不規(guī)則孔,不規(guī)則孔的孔徑為0.01-10納米;薄膜孔洞率在30%至60%之間，比表面積可在40平方^/克-130平方米/克之間。在上述的技術(shù)方案中，所述的襯底為透明的導(dǎo)電玻璃基底或透明的導(dǎo)電聚合物基底，非限制性的包括FTO玻璃基底、ITO玻璃基底、ITO/PET基底或ITO/PEN基底。原則上襯底是沒有限制的。(后面舉例中用到襯底，是因為要做太陽能電池必須用導(dǎo)電襯底，其他用途就不用這些襯底了，可以在任意襯底上。)在上述的技術(shù)方案中，所述的半導(dǎo)體材料層為氧化鋅ZnO、二氧化鈦1102、二氧化錫Sn02、氧化鎢W03或氧化鋯ZrO薄膜。本發(fā)明提供制備納米氧化物多孔薄腆電極的方法，包括以下步驟1)、配制有機或無機黢溶液稱取0.1-5wtn/。的有機或無機酸，將其加入到95-99.9wtW的溶劑中，混合均勻制得透明的濃度為0.1-5wtW酸溶液；2)、制備半導(dǎo)體氧化物的納米膠體槳料按照納米半導(dǎo)體氧化物為5-50wt%、步驟l)制備的酸溶液為50"95wt%的配方稱料，將其通過機械攪拌、球磨機、沙磨機、珠磨機或研磨機，進行攏拌混合均勻，所用混合時間為30分鐘-10小時，混合均勻后靜止5-60分鐘；3)、將步驟2)配置好的半導(dǎo)體氧化物的納米膠體漿料，在清洗干凈的襯底上涂敷至少一層膜，或者涂敷2層以上半導(dǎo)體材料的漿料；4)、采用活化劑潘液對搏膜活化處理將3)制備的半導(dǎo)體氧化物薄膜浸入到活化劑溶液中，活化2-60分鐘。在上述的技術(shù)方案中，所述的半導(dǎo)體氧化物的納米膠體漿料為氧化鋅ZnO、二氧化鈦Ti02、二氧化錫Sn02、氧化鵒W03或氧化鋯ZrO的納米膠體漿料。在上述的技術(shù)方案中，所述的活化劑溶液為堿性溶液，堿性溶液的濃度為0.1-10wt%，是通過稱取0.1-10wtn/n的有機或無機堿性化合物，將其加入到卯-99.9wt0/。的溶劑中，混合均勻制得的透明堿溶液。在上述的技術(shù)方案中，所述的有機或無機酸包括醋酸或冰醋酸、甲酸、丙酸、草酸、檸檬酸、硝酸、硫酸、鹽酸或^l酸等，或者包括它們之中的2種或2種以上組分以任意比的混合酸，優(yōu)選為醱酸或硝酸。在上述的技術(shù)方案中，所述的涂膜方式為絲網(wǎng)印刷、刮涂，甩膜或拉膜等方法，將溶膠涂抹在襯底之上。在上述的技術(shù)方案中，所述的堿為有機和無機堿，包括氨、甲胺、乙胺、乙醇胺、乙二胺、丙二胺、丁二胺、氫氧化鈉或氫氧化鉀等；或者它們之中任意二種或二種以上組分的任意比混合，優(yōu)選為單一的氨或乙醇胺。在上述的技術(shù)方案中，所述的酸溶液或堿性溶液所用的溶劑為任選的一種或多種溶劑的任意比組成的混合物，非限制性的包括水、甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、仲丁醉、叔丁醇、乙醚、乙二醇、丙三醇、乙腈、丙翻等。優(yōu)選為單一的水或乙醉，或水和乙醉(V/V=50/50)的混合物。在上述的技術(shù)方案中，所述的襯底包括FTO玻璃基底、ITO/PET基底或ITO/PEN基底。本發(fā)明提供一種氧化物多孔薄膜電極，可以應(yīng)用在柔性和非柔性襯底上的染料敏化太陽能電池和其他能量轉(zhuǎn)化器件、能i儲存器件和傳感器件中。本發(fā)明的優(yōu)點在于1)本發(fā)明提供了一種制備工藝簡單、節(jié)約能源、成本低和適于大規(guī)模生產(chǎn)的方法,該方法1)通過加入酸溶液來提高半導(dǎo)體氧化物納米粉料的均勻分散和溶膠及凝膠化，達到調(diào)節(jié)膠體漿料的粘度，利于在襯底上涂膜，使膜層均勻，保證膜中粒子之間的有效連接。、2)由于未使用有機的粘度調(diào)節(jié)劑，并且低溫、甚至室溫下就可以制備粒子連接較好的氧化物多孔薄膜，從而避免了高溫處理步驟，節(jié)約能源，不污染環(huán)境。3)半導(dǎo)體氣化物多孔鵬電極采用堿性溶液作活化處理，簡便高效，使光電轉(zhuǎn)換效率提高2-5倍。本發(fā)明提供氣化tf多孔薄膜電極，該薄腠中具有不規(guī)則孔，不規(guī)刺孔的孔徑為O.01-10納米；薄膜孔洞率在30%至60%之間，比表面積可在40平方米/克-130平方米/克之間，是一種高活性表面和髙連接性的氧化物多孔薄膜電極，可以有效的提髙染料的吸附和電解質(zhì)的填充，從而有效提高光電轉(zhuǎn)換效率。通過在上層涂敷大粒徑的膜，從而有效地增大光在膜層中的散射，增加光在膜中的傳播途徑，從而提高對光的利用率，從而有效提高光電轉(zhuǎn)換效率。圖1是本發(fā)明實施例4所制備的ZnO薄膜的SEM表面形貌圖圖2是利用本發(fā)明實施例6所制備的多孔薄膜電極制作的染料敏化太陽能電池所測得光電流-光電壓(I-V)曲線具體實施方式實施例1、本實施例制作在FTO玻璃基底上涂敷2層納米半導(dǎo)體材料ZnO層，得到納米半導(dǎo)體材料ZnO多孔薄膜，不規(guī)則孔的孔徑為O.01-2納米；薄膜厚度在l徼米，薄膜孔洞率在30%,比表面積可在40平方米/克。本實施例制作納米半導(dǎo)體材料ZnO多孔薄膜的具體方法如下1)配制溶液濃度為0.2wtrn的醣酸水溶液；2)將3g的ZnO納米粉末(粒徑為20納米)與15g醋酸水溶液混合，在球磨機上研磨混合l小時，然后室溫靜置30分鐘，獲得納米ZnO漿料；3)利用刮涂方法在FTO玻璃基底上，涂敷步驟2)制備好的納米ZnO漿料膜，共涂敷3次得到具有相詞半導(dǎo)體的胰層，該膜層干燥后浸入0.5wty。的氨水溶液中處理5分鐘，室溫干燥，由此制得ZnO薄膜。采用通常的染料敏化太陽能電池工藝，制備染料敏化太陽能電池，包括以下工藝:將制得的ZnO薄膦吸附染料，加上電解質(zhì)E1，并與鍍鉑導(dǎo)電玻璃片對電極CE1組合形成染料敏化太陽能電池，電池的光電化學(xué)性能淵試結(jié)果見表I。實施例2、本實臃鋼翻作在FTO玻瑰基底上涂敷3層納米半導(dǎo)體材料ZnO層，得到納米半導(dǎo)體材料ZiiO多孔薄膜，不規(guī)劂孔的孔徑為l納米；薄膜厚度在4微米，薄膜孔洞率在40%,比表面積可在60平方米/克。本實施例制作納米半導(dǎo)體材料ZnO多孔薄膜的具體方法如下1)配制溶液濃度為lwt"/n的醋酸水溶液；2)將3g的ZnO納米粉末(粒徑為20納米)與8g醋酸水溶液混合，在球磨機上研磨混合1小時，然后室溫靜置30分鐘，獲得納米ZnO漿料；3)利用刮涂方法在FTO玻璃基底上，涂敷步驟2)制備好的納米ZnO漿料膜，共涂敷3次得到具有相同半導(dǎo)體的膜層，該膜層干燥后浸入0.5wtn/。的氨水溶液中處理5分鐘，室溫干燥，由此制得ZnO薄膜。將制得的ZnO薄膜吸附染料，加上電解質(zhì)E1，并與鍍鉑導(dǎo)電玻璃片對電極CE1組合形成染料敏化太陽能電池，電池的光電化學(xué)性能測試結(jié)果見表I。實施例3、本實施例制作在FTO玻璃基底上涂敷3層納米半導(dǎo)體材料ZnO層，得到納米半導(dǎo)體材料ZnO多孔薄膜，不規(guī)則孔的孔徑為0.1-5納米；薄膜厚度在12微米，薄膜孔洞率在40%,比表面積可在60平方米/克。本實施例制作納米半導(dǎo)體材料ZnO多孔薄膜的具體方法如下1)配制溶液濃度為3wl"/。的醋酸水溶液；2)將3g的ZnO納米粉末(粒徑為20納米)與3g醋酸水溶液混合，在球磨機上研磨混合l小時，然后室溫靜置30分鐘，獲得納米ZnO漿料；3)利用刮涂方法在FTO玻璃基底上，涂敷步驟2)制備好的納米ZnO漿料膜，共涂敷3次得到具有枏?fù)雽?dǎo)體的膜層，該膜層干燥后浸入lwt"/。的氨水溶液中處理15分鐘，室溫干燥，由此制得ZnO薄膜。將制得的ZnCT薄膜吸附染料，加上電解質(zhì)El,并與鍍鉑導(dǎo)電玻璃片對電極CE1組合形成染料敏化太陽能電池，電池的光電化學(xué)性能測試結(jié)果見表I。實施例4、本實施例制作在FTO玻璃基底上涂敷4層納米半導(dǎo)體材料ZnO層，得到納米半導(dǎo)體材料ZnO多孔薄膜，不規(guī)則孔的孔徑為0.1-5納米；薄膜厚度在15微米，薄膜孔洞率在50%，比表面積可在100平方米/克，所制備的納米半導(dǎo)體材料ZnO多孔薄膜電極的SEM表面形貌圖如圉1所示。本實施例制作鈉米半導(dǎo)體材料ZnO多孔薄膜的具體方法如下1)配制溶液濃度為3^1%的醮酸水溶液2)將3g的ZnO納米粉末(粒徑為20納米)與3g醋酸水溶液混合，在球磨機上研磨混合l小時，然后室溫靜置30分鐘，獲得納米ZnO漿料(A);3)將lg的ZnO納米粉末(粒徑為200納米)與3g醋酸水溶液混合，在球磨機上研磨混合l小時，然后室溫靜置30分鐘，獲得納米ZnO漿料(B);4)利用刮涂方法在FTO玻璃基底上，涂敷步驟2)制備好的納米ZnO漿料(A)膜，共涂敷3次；然后再在膜上涂一次ZnO漿料(B)，得到具有相同半導(dǎo)體的膜層，該膜層干燥后浸入lwtn/。的氨水溶液中處理15分鐘，室溫干燥，由此制得ZnO薄膜。將制得的ZnO薄膜吸附染料，加上電解質(zhì)El,并與鍍鉑導(dǎo)電玻璃片對電極CE1組合形成染料敏化太陽能電池，電池的光電化學(xué)性能測試結(jié)果見表I。實施例5、本實施例制作在FTO玻璃基底上涂敷4層納米半導(dǎo)體材料ZnO層，得到納米半導(dǎo)體材料ZnO多孔薄膜，不規(guī)則孔的孔徑為Q.1-10納米；薄膜厚度在15微米，薄膜孔洞率在55%,比表面積可在110平方米/克。本實施例制作納米半導(dǎo)體材料ZnO多孔薄膜的具體方法如下1)配制溶液濃度為3w^的醋黢水/乙醇(水/乙醇V/V-50/50)溶液；2)將3g的ZnO納米粉末(粒徑為20納米)與3g醋酸水/乙醉溶液混合，在球磨機上研磨混合l小時，然后室溫靜置30分鐘，獲得納米ZnO漿料(A);3)將lg的ZnO納米粉末(粒徑為200納米)與3g醋酸水/乙醇溶液混合，在球磨機上研磨混合l小時，然后室溫靜置30分鐘，獲得納米ZnO漿料(B);4)利用刮涂方法在FTO玻璃基底上，涂敷步驟2)制備好的納米ZnO漿料(A)膜，共涂敷3次；然后再在膜上涂一次ZnO漿料(B),得到具有相同半導(dǎo)體的膜層，該膜層干燥后浸入1wtW的乙酵胺水/乙醇(水/乙醇V/V-50/50)溶液中處理15分鐘，室溫干燥，由此制得ZnO薄膜。將制得的ZnO薄膜吸附染料，加上電解質(zhì)E1，并與鍍鉬導(dǎo)電玻璃片對電極CE1組合形成染料敏化太陽能電池，電池的光電化學(xué)性能測試結(jié)果見表I。實施例6、除了涂腆所采用的基底為柔性的ITO/PET基底，其它組分的含量、薄膜的制備方法都與實施例5相同。制得了在ITO/PET基底上涂敷4層納米半導(dǎo)體材料ZnO層，得到納米半導(dǎo)體材料ZnO多孔薄膜，不規(guī)則孔的孔徑為0.1-10納米；薄膜厚度在15微米，薄膜孔洞率在55%，比表面積可在110平方米/克。利用本實施例制備的電極組裝的染料敏化太陽電池，則是將制得的ZnO薄膜吸附染料測量方法中已提到，加上電解質(zhì)E2，并與對電極CE2組合形成染料敏化太陽能電池，電池的光電化學(xué)性能I-V曲線見附圖2，結(jié)果見表I。實施例7、除了將ZnO納米粉末變?yōu)門i02納米粉末(粒徑為25納米A和200納米B),其它組分的含量、薄膜的制備方法以及染料敏化太陽電池的組裝方法都與實施例5相同，制得了在FTO玻璃基底上涂敷4層納米半導(dǎo)體材料Ti02層，得到納米半導(dǎo)體材料Ti02多孔薄膜，不規(guī)則孔的孔徑為0.05-8納米；薄膜厚度在15微米，薄膜孔洞率在50%，比表面積可在100平方米/克。電池的光電化學(xué)性能測試結(jié)果見表I。實施例8、本實施例制作在柔性的ITO/PEN基底上涂敷5層納米半導(dǎo)體材料Ti02層，得到納米半導(dǎo)體材料Ti02多孔薄膜,不規(guī)則孔的孔徑為0.05-10納米；薄膜厚度在30微米，薄膜孔洞率在60%，比表面積可在80平方米/克。本實施例制作納米半導(dǎo)體材料Ti02多孔薄膜的具體方法如下1)配制溶液濃度為5wtW的硝酸水溶液；2)將3g的Ti02納米粉末(粒徑為50納米)與3g硝酸水溶液混合，在球磨機上研磨混合l小時，然后室溫靜置30分鐘，獲得納米Ti02漿料(A);3)利用刮涂方法在FTO玻璃基底上，涂敷步驟2)制備好的納米Ti02漿料膜，共涂敷5次，得到具有相同半導(dǎo)體的膜層，該膜層干燥后浸入lwtW的氫氧化鈉乙醇溶液中處理30分鐘，室溫干燥，由此制得Ti02薄膜。將制得的Ti02薄膜吸附染料，加上電解質(zhì)E1，并與鍍鉑導(dǎo)電玻璃片對電極CE1組合形成染料敏化太陽能電池，電池的光電化學(xué)性能測試結(jié)果見表I。擁量方法染料敏化納晶薄膜太陽電池使用本領(lǐng)域中技術(shù)人員公知的方法制備，例如，并不限于，使用在文獻"ConversionofLighttoElectricitybyn's-X2bis(2，2，-bipyridyl"4，4，-dicarboxylate)ri^iaiium(11)Charge-TransferSensitizers(X=CF,Br-，r，CN-，andSOST)onN旭ocry^ailineTi02Electrodes"(GrStzelM等人，J.Am.Chem.Soc"1993，115(14):6352-6390)中介紹的方法制備玻璃基底電池所需要的液體電解質(zhì)El和鍍鉑對電極CE1。而對于柔性基底(如ITO/PET基底)電池的對電極CE2，則使用文獻"ANewMethodforManufacturingNanostructuredElectrodesonPlasticSubstrates"(Nano.Lett.2001，1,97-100)中介紹的方法制備。對于柔性基底(如ITO/PET基底)電池的電解質(zhì)，則采用膠體電解質(zhì)E2，并組裝成電池進行測量。上述文獻在這里以其全文引入作為參考。E2通過下述方法制備將6wt%SiO2納米粉(14nm，Degussa)加入到含有0.6M的氮甲基氮己基咪唑碘、0.05M碘、0.2M換化鋰和0.5M4-叔丁基吡啶的甲基丙腈/乙歐^7^50%/50%)溶液中，形成凝膠電解質(zhì)。染料吸附是通過下屬方法實現(xiàn)的(但不限于此)，半導(dǎo)體氧化物薄膜制備好之后，在0.3mM的N719/乙醇溶液中吸附染料N719。電池的光電性能用計算機控制的恒電位/恒電流儀(PrincetonAppliedResearch,Model263A)在室溫下測量。光源使用500WfK燈，入射光強為100mw/cm2，光照面積為0.15cm2。除非另有說明，本發(fā)明光電性能的測量都是在室溫(25°0下進行的。表I用本發(fā)明制備的納》lt氧化物多孔薄膜制備的染料敏化太陽能電池的光電性能<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>本發(fā)明將通過上面的實施例進行了舉例說明，但是，應(yīng)當理解，本發(fā)明并不限于這里所描述的實施例和實施方案。在這里包含這些實施例和實施方案的目的在于幫助本領(lǐng)域中的技術(shù)人員實踐本發(fā)明。任何本領(lǐng)域中的技術(shù)人員很容易在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下進行進一步的改進和完善，因此本發(fā)明只受到本發(fā)明權(quán)利要求的內(nèi)容和范圍的限制，其意圖涵蓋所有包括在由附錄權(quán)利要求所限定的本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的備選方案和等同方案。權(quán)利要求1.一種納米氧化物多孔薄膜電極，包括在襯底上涂敷半導(dǎo)體材料層，其特征在于，所述的半導(dǎo)體材料層是由一層或一層以上的納米氧化物半導(dǎo)體薄膜組成，薄膜中有不規(guī)則孔；所述的納米氧化物半導(dǎo)體薄膜的顆粒粒徑為5至500納米，薄膜厚度在1微米到50微米之間，所述的不規(guī)則孔的孔徑為0.01-10納米；薄膜孔洞率在30％至60％之間，比表面積可在40平方米/克-130平方米/克之間。2.按權(quán)利要求1所述的納米氧化物多孔薄膜電極，其特征在于，所述的襯底為透明的導(dǎo)電玻璃基底或透明的導(dǎo)電聚合物基底，該基底包括FTO玻璃基底、ITO/PET基底或ITO/PEN基底。3.按權(quán)利要求1所述的納米氧化物多孔薄膜電極，其特征在于，所述的納米氧化物半導(dǎo)體薄膜為氧化鋅ZnO、二氧化鈦1102、二氧化錫Sn02、氧化鎢WOs或氧化鋯ZrO薄膜。4.一種制備權(quán)利要求1所述的納米氣化物多孔薄膜電極的方法，包括以下步驟1)、配制有機或無機酸溶液稱取0.1-5wt。/。的有機或無機酸，將其加入到95-99.9w^/。的溶劑中，混合均勻制得透明的濃度為0.1-5wt。/。酸溶液；2)、制備半導(dǎo)體氧化物的納米膠體漿料按照納米半導(dǎo)體氧化物為5-50wt%、步驟l)制備的酸溶液為50"95wt%的配比稱料，將其通過機械攪拌、球磨機、沙磨機、珠磨機或研磨機，進行攪拌混合均勻，其中混合時間為30分鐘-10小時，混合均勻后靜止5-60分鐘；3)、將步驟2)配置好的半導(dǎo)體氧化物的納米膠體漿料，在清洗干凈的襯底上涂敷至少一層膜，或者涂敷2層或2層以上半導(dǎo)體氧化物的納米膠體漿料；4)、采用活化劑溶液對薄膜活化處理將步驟3)制備的半導(dǎo)體氧化物薄膜浸入到活化劑溶液中，浸泡活化2-60分鐘。5.按權(quán)利要求4所述的制備納米氧化物多孔薄膜電極的方法，其特征在于，所述的半導(dǎo)體氧化物的納米膠體漿料為氣化鋅ZnO、二氧化鈦TiOz、二氧化錫Sn02、氧化鎢W03或氧化鋯ZiO的納米膠體漿料。6.按權(quán)利要求4所述的制備納米氧化物多孔薄膜電極的方法，其特征在于，所述的活化劑溶液是濃度為0.1-10v^/n堿性溶液，該堿性溶液通過稱取0.1-10wt^/。的有機或無機堿性化合物，將其加入到90-99.9wt"/4的溶劑中，混合均勻制得的透明堿溶液。7.按權(quán)利要求4所述的制備納米氧化物多孔薄膜電極的方法，其特征在于，所述的有機或無機酸包括醋酸或冰醋酸、甲酸、丙酸、草酸、檸搛酸、硝酸、硫酸、鹽酸或磷酸等，或者包括它們之中的2種或2種以上的組分以任意比的混合酸。8.按權(quán)利要求4所述的制備納米氧化物多孔薄膜電極的方法，其特征在于，所述的涂膜方式為絲網(wǎng)印刷、刮涂，甩膜或拉膜。9.按權(quán)利要求4所述的制備納米氧化物多孔薄膜電極的方法，其特征在于，所述的堿為有機和無機堿，包括氨、甲胺、乙胺、乙醇胺、乙二胺、丙二胺、丁二胺、氫氧化鈉或氫氣化鉀等；或者它們之中任意二種或二種以上的混合。10.按權(quán)利要求4所述的制備納米氧化物多孔薄膜電極的方法，其特征在于，所述的酸溶液或堿性溶液所用的溶劑為任選的一種或多種溶劑的任意比混合物，非限制性的包括水、甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、仲丁醇、叔丁醇、乙醚、乙二醇、丙三醇、乙脯或丙酮。11.按權(quán)利要求4、6、7、9或10所述的制備納米氧化物多孔薄膜電極的方法，其特征在于，所述的酸溶液或械性溶液所用的溶劑為水或乙醇，或水和乙醇按照體積比V/V-50/50的混合物。12.按權(quán)利要求4所述的制備納米氧化物多孔薄膜電極的方法，其特征在于，所述的襯底為透明的導(dǎo)電玻璃基底或透明的導(dǎo)電聚合物基底，該基底包括聚合物基片、FTO玻璃基底、ITO/PET基底或ITO/PEN基底。13.—種權(quán)利要求1所述的納米氧化物多孔薄膜電極在柔性和非柔性襯底上的染料敏化太陽能電池和其他能量轉(zhuǎn)化器件、能量儲存器件或傳感器件中的應(yīng)用。全文摘要本發(fā)明涉及一種納米氧化物多孔薄膜電極和制備方法，該薄膜電極包括在襯底上涂敷兩層或兩層以上的氧化物半導(dǎo)體薄膜組成，薄膜中有不規(guī)則孔；所述的氧化物半導(dǎo)體材料層的顆粒粒徑為5至500納米，薄膜厚度在1微米到50微米之間，所述的不規(guī)則孔的孔徑為0.01-10納米；薄膜孔洞率在30％至60％之間，比表面積可在40平方米/克-130平方米/克之間。薄膜的制備方法包括下述步驟1)制備酸溶液，酸溶液的濃度為0.1-5wt％。2)制備半導(dǎo)體氧化物的納米膠體漿料，3)該制備方法包括將半導(dǎo)體氧化物的納米膠體漿料涂覆在襯底上，4)再在活化劑溶液中對薄膜進行活化處理。本發(fā)明制備的薄膜電極是在室溫條件下制備的，大大地節(jié)約能源，該薄膜電極可用于柔性太陽能電池的光陽極。文檔編號H01G9/04GK101232049SQ20071006311公開日2008年7月30日申請日期2007年1月26日優(yōu)先權(quán)日2007年1月26日發(fā)明者劉喜哲,孟慶波,泓李,羅艷紅,陳立泉申請人:中國科學(xué)院物理研究所