专利名称：一种ZnO纳米柱和ZnO纳米片层复合结构材料的制备方法ZnO是一种宽禁带的半导体材料，其禁带宽度为3.37 eV，室温下的激子束缚能高达60meV，具有优良的热稳定性及良好光电特性，使其在光电子器件，尤其是在染料敏化太阳电池(DSSC)中具有潜在的应用价值。作为染料敏化太阳电池光阳极材料，一维的ZnO纳米线或纳米棒阵列已得到广泛研究。这类阵列结构的光阳极具有快速的电子直线传输通道，能有效避免电子的复合损耗，但另一方面，这类单一的纳米结构形态使得光阳极比表面积难以得到有效提高，限制了染料的装载量，因而电池的光电转换效率较低。同时二维的ZnO纳米片阵列因其具有较大的比表面积，也广泛地应用于染料敏化太阳能电池领域。因此，我们所制备出的ZnO纳米柱阵列和ZnO纳米片层阵列的复合结构同时兼具了纳米阵列结构的电子直线传输通道功能，又尽可能地提高光阳极的比表面积，保证了高的电子传输效率以及大的染料吸附能力，将极大地提高DSSC电池的效率。
本发明的目的是提供一种ZnO纳米柱和ZnO纳米片层复合结构材料的制备方法。一种ZnO纳 米柱和ZnO纳米片层的复合结构材料的制备方法，包括具体步骤如下:a.清洗导电玻璃衬底，得到清洁的导电玻璃衬底，在干燥箱中于60°C进行干燥处理；b.将0.02 0.03M的ZnNO3.水溶液与0.02 0.03M的乌洛托品水溶液按体积比1:1混合均勻；c.采用水热合成反应方法，将步骤a中处理后的导电玻璃衬底和氧化铝薄片同时分开放入内衬为聚四氟乙烯的高压反应釜中，同时将步骤b得到的混合溶液倒入高压反应釜中，在干燥箱中6(Tl00°C反应6 10小时；d.反应完成后，自然冷却，将步骤c中的导电玻璃衬底用酒精和去离子水清洗得到一层透明的ZnO薄膜，最后在干燥箱中进行干燥，得到ZnO纳米柱和ZnO纳米片层的复合结构材料。本发明的有益效果是:采用本发明的方法制备出的ZnO纳米柱和ZnO纳米片层的复合结构材料，复合结构形貌均匀，材料将同时具备纳米柱阵列高的电荷传输效率以及纳米片层大的比表面积；应用于染料敏化太阳能(DSSC)电池，会提高DSSC电池的光电装换效率。图1是制备出的ZnO纳米柱阵列和ZnO纳米片层阵列的复合结构材料的扫描电镜图。

本发明公开了属于纳米材料制备技术领域的一种ZnO纳米柱和ZnO纳米片层复合结构材料的制备方法。本发明的方法采用一步水热反应法，将氧化铝薄片和FTO衬底同时放入高压反应釜中，在反应体系中使ZnNO3.·6H2O和乌洛托品水溶液进行水热反应。反应一段时间后，冷却至室温，得ZnO纳米柱和ZnO纳米片层的复合结构材料。此材料兼具了纳米阵列结构的电子直线传输通道功能, 又提高了光阳极的比表面积，保证了高的电子传输效率以及大的染料吸附能力；片层结构直接生长于FTO，提高了光阳极材料和FTO之间的接触能力，更有益于提高DSSC的开路电压和短路电流，在DSSC领域具有广泛的实际应用价值。