4.2　實驗部分

4.2.1　TiO2納米管陣列薄膜的制備

利用第2章和第3章中所闡述的方法分別制備一端開口的和兩端開口的TiO2納米管陣列薄膜。

4.2.2　連續離子層吸附反應法制備CdS量子點敏化TiO2納米管陣列薄膜

分別配制濃度為0.1M（mol/L）的Cd（NO3）2和Na2S的水溶液，將TiO2納米管陣列薄膜放在干凈的載玻片上小心地浸入Cd（NO3）2的水溶液中，浸入時間為5min，取出后放在去離子水中清洗1min。隨后將其再浸入Na2S的水溶液中5min，取出后用去離子水清洗1min。此過程為1個循環，重復4個循環。其中要注意去離子水清洗這一步不可忽略，它可以防止Cd2+和S2-離子的相互污染。將敏化后的樣品在室溫下自然晾干。

4.2.3　量子點敏化TiO2納米管陣列薄膜太陽能電池的制備

將FTO玻璃清洗干凈，用3M膠帶蓋住FTO玻璃的四周并留下一個3mm×4mm的長方形凹槽，向凹槽中滴一滴濃度為0.1M的異丙醇鈦乙醇溶液，待其均勻鋪滿整個凹槽后，將CdS敏化后的TiO2納米管陣列薄膜壓入凹槽并去掉多余的薄膜。然后將樣品放入馬弗爐中加熱到350°C，升溫速度2℃/min，保溫0.5h并隨爐冷卻。隨后對此樣品繼續進行2個循環CdS沉積和4個循環ZnS鈍化層沉積，其中使用0.1 M ZnAc2的水溶液代替Cd（NO3）2水溶液。ZnS鈍化層是為了保護CdS量子點不被電解質所腐蝕和提高電流密度，這樣就制得了ZnS/CdS/TiO2/FTO光陽極。

對電極是在FTO玻璃上制備的一層很薄的鉑層。首先在FTO玻璃上鉆一個小孔，清洗后滴一滴氯鉑酸在FTO玻璃的導電面，烘干，再重復此過程2次。然后將FTO玻璃放入馬弗爐中加熱到450℃，保溫lh。

將一塊10mm×10mm的熱封膜挖去中間3mm×4mm的部分，圍在光陽極上的TiO2納米管陣列薄膜周圍，然后將對電極蓋在上面。用夾子將兩個電極緊緊夾住，放入干燥箱中120℃加熱4min，熱封膜融化后就將它們粘在一起。實驗中所用的電解液成分為0.1M LiI，0.12M 12，1.OM 1，2-dimethyl-3-propylimidazolium iodide（DMPII）和0.5M 4-tert-butylpyridine（4-TBP）。用注射器吸取少量的電解液注入對電極上的小孔里，然后將電池放到真空干燥箱中抽真空10min，將對電極和光陽極之間的空氣抽出，隨后，將空氣放回真空干燥箱中，電解液就自動地填滿了TiO2納米管陣列薄膜區域。最后，用一塊石英玻璃將對電極上的小孔封住。