CN104143444A - 一种多级氧化铟锡纳米线阵列复合材料及其制备方法与在太阳能电池中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多级氧化铟锡纳米线阵列复合材料的制备方法与在太阳能电池中的应用。多级氧化铟锡纳米线阵列复合材料包括生长在导电基底上的包裹有Cu₂S壳层的多级氧化铟锡纳米线阵列。该制备方法步骤如下：(1)以金纳米颗粒为催化剂，通过化学气相沉积法，在导电基底上按级数依次沉积生长氧化铟锡纳米线；(2)通过1)-3)中任一方法在纳米线阵列上包覆Cu₂S壳层：1)化学浴沉积法，包覆CdS壳层；然后用离子交换法，将CdS壳层转化成Cu₂S壳层；2)连续离子层吸附法包覆；3)磁控溅射法包覆；(3)在惰性气氛下，经煅烧即得。本发明制备的Cu₂SITO-X纳米线阵列作为对电极材料，其组装的太阳能电池性能明显优于贵金属Pt或Au及过渡金属硫属化合物作为对电极材料的太阳能电池。

Description

一种多级氧化铟锡纳米线阵列复合材料及其制备方法与在太阳能电池中的应用

技术领域

本发明涉及一种多级氧化铟锡纳米线阵列复合材料及其制备方法与在太阳能电池中的应用，属于太阳能技术领域。

背景技术

太阳能作为一种清洁的可再生能源受到人们的广泛关注，作为光电转换器件的太阳能电池也得到了广泛的研究。作为最早市场化的太阳能电池，到目前为止硅基太阳能电池凭借其高的光电转化效率及稳定性，仍然占据了绝大部分市场份额，但受到生产工艺的限制，硅基太阳能电池的生产成本过高，无法和传统的化石能源媲美。因此，新的太阳能电池结构及低成本的生产工艺成为太阳能电池研究的重点。

光敏材料的合成方法中的液相法具有无需高真空设备及高温制备过程，可以显著降低材料的生产成本，其中量子点敏化太阳能电池作为一种光敏材料为液相法合成的太阳能电池，在结构上借鉴了染料敏化太阳能电池的同时，以无机半导体量子点作为吸光材料代替有机染料分子，不仅可显著降低生产成本，同时凭借无机量子点的量子尺寸效应以及多电子激发效应，使其理论光电转换效率从31％提高到44％，成为一类非常具有商业化前景的太阳能电池类型。目前的研究表明，量子点敏化太阳能电池中对电极催化多硫电解质发生还原反应能力的不足，是制约电池光电转化效率提升的重要因素之一，从电池性能曲线上反应为填充因子较低。初期用于量子点敏化太阳能电池的对电极材料为贵金属Pt或Au催化剂，贵金属催化剂的使用不仅极大的增加了量子点敏化太阳能电池的成产成本，其催化性能也不理想。随后对电极的研究转而采用以过渡金属硫属化合物为代表的非贵金属催化剂，包括Cu₂S、PbS、CoS、NiS以及四元化合物Cu₂ZnSnS₄、Cu₂ZnSnSe₄等。由于该类电极催化剂催化多硫电解质发生还原反应的能力更强，因而表现出比贵金属催化剂更好的催化性能。通过电化学阻抗谱的研究以Cu₂S为例发现，处于工作状态的电池对电极材料和电解质(固液界面)之间的电阻发生了明显的下降，达到和CTO玻璃与Cu₂S(固固界面)之间以及CTO玻璃自身的面电阻相当的水平，使得后两者同样可以明显的影响对电极处电荷的转移，从而影响电池的光电转化效率。因此，如何平衡三种电阻之间的关系来提高对电极材料的催化性能进而得到高效的量子点敏化太阳能电池仍然存在着很大的挑战。

因此，提供一种简单、低成本的对电极材料及其制备技术，并高效、稳定地用于量子点敏化太阳能电池具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种多级氧化铟锡纳米线阵列复合材料的制备方法与在太阳能电池中的应用。

本发明提供了一种多级氧化铟锡纳米线阵列(Cu₂SITO-X)复合材料，其包括生长在导电基底上的多级氧化铟锡纳米线阵列，所述多级氧化铟锡纳米线阵列上包裹有硫化亚铜壳层。

上述的复合材料中，所述多级氧化铟锡纳米线阵列的级数可为1～5级，具体可为1～4级、1级、2级、3级或4级；

所述多级氧化铟锡纳米线阵列每级的长度可为1微米～30微米，具体可为5微米～10微米、5微米或10微米，直径可为50纳米～300纳米，具体可为100纳米～120纳米、100纳米或120纳米。

本发明中所述“多级”指的是在初始沉积的氧化铟锡纳米线阵列上依次沉积氧化铟锡纳米线阵列的次数。

本发明中所述“氧化铟锡纳米线阵列”是一种无序结构的纳米线阵列。

所述硫化亚铜壳层的厚度可为5纳米～100纳米，具体可为30～60纳米或50纳米；

所述导电基底可为氧化铟锡玻璃(ITO)或氟掺杂氧化锡玻璃(FTO)。

本发明还提供了所述复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)以金纳米颗粒为催化剂，通过化学气相沉积法，在所述导电基底上按级数依次沉积生长氧化铟锡纳米线，即得所述多级氧化铟锡纳米线阵列；

(2)通过下述1)-3)中任一种所述方法在所述多级氧化铟锡纳米线阵列上包覆Cu₂S壳层：

1)通过化学浴沉积(CVD)法，在所述多级氧化铟锡纳米线阵列上包覆CdS壳层；然后通过离子交换法，将所述CdS壳层转化成Cu₂S壳层；

2)通过连续离子层吸附(SILAR)法，在所述多级氧化铟锡纳米线阵列上包覆Cu₂S壳层；

3)通过磁控溅射法，在所述多级氧化铟锡纳米线阵列上包覆Cu₂S壳层；

(3)在惰性气氛下，经煅烧即得所述复合材料。

上述的制备方法，步骤(1)中，所述金纳米颗粒的粒径可为2～10纳米，具体可为5纳米；

生长所述多级氧化铟锡纳米线阵列所用的铟源可为金属铟和/或氧化铟；

生长所述氧化铟锡纳米线阵列所用的锡源可为金属锡和/或氧化锡；

所述铟源与所述锡源的摩尔比可为1～30：1，具体可为10：1。

上述的制备方法，步骤(1)中，将生长所述多级氧化铟锡纳米线阵列所用的铟源和锡源在600～1000℃的条件下加热成气态，加热时间可为5～120分钟，如在800℃下进行加热10分钟或15分钟；

所述多级氧化铟锡纳米线阵列的生长过程在沉积区进行，所述沉积区的温度可为300～550℃，生长时间可为5～120分钟，如在400℃的条件下生长10分钟或在400℃的条件下生长15分钟。

上述的制备方法，步骤(2)1)中，

所述化学浴沉积法使用的镉盐可为乙酸镉、氯化镉、硫酸镉和硝酸镉中至少一种，具体可为硫酸镉；

所述化学浴沉积法使用的硫盐可为硫粉、硫脲、氨基硫脲和硫代乙酰胺中至少一种，具体可为硫脲；

所述化学浴沉积法的温度可为0～100℃，时间可为0.1～8小时，具体可在65℃的条件下沉积11分钟；

所述离子交换法包括如下步骤：

将得到的包覆CdS壳层的多级氧化铟锡纳米线阵列转移至铜盐的水溶液中，经离子交换反应，即将所述CdS壳层转化成Cu₂S壳层；

所述铜盐可为乙酸亚铜、氯化亚铜和硫酸亚铜中至少一种，具体可为氯化亚铜；

所述离子交换反应的温度可为5～90℃，时间可为0.5～60分钟，具体可在50℃的条件下交换30分钟；

上述的制备方法，步骤(2)2)中，

所述连续离子层吸附法包括如下步骤：

将所述多级氧化铟锡纳米线阵列转移至铜盐和硫盐的混合水溶液中，经连续离子层吸附，即在所述多级氧化铟锡纳米线阵列上包覆Cu₂S壳层；

所述铜盐可为乙酸亚铜、氯化亚铜和硫酸亚铜中至少一种，具体可为氯化亚铜；

所述硫盐可为硫化钠、硫化钾和硫化铵中至少一种，具体可为硫化钠；

所述连续离子层吸附法的温度可为5～50℃，连续吸附次数可为1～20次，每次时间可为0.5～5分钟，具体可在20℃的反应条件下连续吸附10次，每次时间1分钟；

上述的制备方法，步骤(2)3)中，

所述磁控溅射法采用射频溅射法；

所述射频溅射法的条件如下：

功率可为100～300瓦，溅射压强可为3～10毫托，时间可为200～2000秒，具体可在150瓦，3毫托条件下溅射1000秒。

上述的制备方法，步骤(4)中，所述煅烧的温度可为200～500℃，时间可为10～60分钟，具体可在300℃的条件下煅烧30分钟。

本发明制备的多级氧化铟锡纳米线阵列复合材料可作为太阳能电池的对电极，所述太阳能电池可为量子点敏化太阳能电池或染料敏化太阳能电池等。所述多级氧化铟锡纳米线阵列复合材料中，其中的分支状多级氧化铟锡纳米线阵列与导电基底构成三维导电网络，使对电极收集到的电子可以极快的注入到对电极催化剂中，而后利用负载在导电网络上的具有高效催化活性的Cu₂S催化剂进行有效的催化电解质的还原反应，因此使用本发明的复合材料作为对电极，具有方法简单、成本低、催化活性高并且长期稳定等诸多优点。

与其他现有技术比较，本发明具有以下特点：

1、本发明中采用化学气相沉积法制备的分支状多级氧化铟锡纳米线阵列，由于其单晶的结构使得电子可以在纳米线中快速传递而不会受到晶界的阻碍作用；同时由于氧化铟锡纳米线阵列的分支状多级结构，由其作为载体可以极大的提高催化剂的负载量进而提高对电极的催化效率。

2、本发明采用Cu₂S作为高活性的对电极催化剂，由于制备的Cu₂S连续而致密的包覆在ITO表面而并非以颗粒状分布，大大提高了催化剂的负载量进而提高对电极的催化效率。由于采用导电的多级氧化铟锡纳米线阵列代替了传统的金属基底，如铜，使所述对电极避免被多硫电解质缓慢腐蚀的问题，因而具有更好的稳定性。

3、本发明方法所制备的Cu₂SITO-X纳米线阵列，由于通过化学浴沉积及离子交换方法原位生成Cu₂S，其与ITO间的界面非常好。其中多级Cu₂SITO纳米线阵列利用重掺杂的P型半导体和重掺杂的N型半导体接触，可以形成良好的欧姆接触，有利于电子的注入；注入到Cu₂S后，由于该层Cu₂S厚度在几十纳米，电子很容易经过Cu₂S而到达电解质界面，从而明显减小了电池工作中的串联电阻，显著了提高电池的太阳能转换效率。

4、使用本发明制备的Cu₂SITO-X纳米线阵列作为对电极材料，其组成的太阳能电池性能明显优于贵金属Pt或Au以及过渡金属硫属化合物作为对电极材料的太阳能电池。

因此，本发明制备的Cu₂SITO-X纳米线阵列在太阳能电池领域、工业催化或其他科学领域具有巨大的潜在应用价值。

附图说明

图1为实施例1所得Cu₂SITO-3纳米线阵列以及ITO纳米线阵列和In₂O₃标准PDF卡片的粉末X射线衍射谱。

图2(a)为实施例1所得三级ITO纳米线阵列的低倍扫描电子显微镜照片，图2(b)为实施例1所得Cu₂SITO-3纳米线阵列的低倍扫描电子显微镜照片。

图3(a)为实施例1所得三级ITO纳米线阵列的高倍扫描电子显微镜照片，图3(b)为实施例1所得Cu₂SITO-3纳米线阵列的高倍扫描电子显微镜照片。

图4为实施例1所得Cu₂SITO-3纳米线阵的高倍透射电子显微镜照片。

图5为实施例1所得Cu₂SITO-3纳米线阵列用作量子点敏化太阳能电池对电极的IV曲线(图5(a))和IPCE曲线(图5(b))。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1、包裹Cu₂S壳层的三级氧化铟锡纳米线阵列复合材料(Cu₂SITO-3)及其应用

(1)制备三级氧化铟锡纳米线阵列

将金属铟粉和锡粉按照摩尔比10：1，在管式炉中加热到800℃，然后源区温度在800℃下反应20分钟后自然冷却至室温，预先放置在管式炉中沉积区位置(温度为400℃左右)的溅射了Au颗粒(平均粒径为5纳米)的FTO导电玻璃上会生长一定长度的ITO纳米线阵列。

选择平均长度为10微米的ITO纳米线阵列(其中，纳米线的直径约为120纳米)作为负载的基体，采用相似的金辅助催化的方法，将金属铟粉和锡粉按照摩尔比10：1，在管式炉中加热到800℃，然后源区温度在800℃下反应15分钟后自然冷却至室温，预先放置在管式炉中沉积区位置(温度为400℃左右)的ITO纳米线阵列上会生长15分钟，得到一定长度的分支状ITO纳米线阵列二级结构。

选择平均长度为5微米的分支状ITO纳米线阵列(其中，纳米线分支的直径约为100纳米)作为负载的基体，采用相似的金辅助催化的方法，将金属铟粉和锡粉按照摩尔比10：1，在管式炉中加热到800℃，然后源区温度在800℃下反应10分钟后自然冷却至室温，预先放置在管式炉中沉积区位置(温度为400℃左右)的分支状ITO纳米线阵列二级结构上会生长10分钟，得到一定长度的分支状ITO纳米线阵列三级结构(得到的第三级结构的ITO纳米线的长度约为1微米，直径约为80纳米)。

(2)利用离子交换法在三级氧化铟锡纳米线阵列上包覆Cu₂S壳层

将该分支状ITO纳米线阵列三级结构放置在22mL硫酸镉(15mM)的水溶液中，温度升高到65℃后，加入28mL氨水(稀释在150mL水中)和22mL硫脲(0.75mM)，保持65℃反应11分钟；随后转移到10mL的含0.5M氯化亚铜的水溶液中，在50℃下反应30分钟。接着用去离子水清洗样品后自然干燥，最后在Ar气氛下，在300℃煅烧样品30分钟，即在分支状ITO纳米线阵列三级结构上均匀包裹了厚度约为30至60纳米的Cu₂S壳层，即为Cu₂SITO-3。

图1为本实施例所得Cu₂SITO纳米线阵列以及三级ITO纳米线阵列和In₂O₃标准PDF卡片的粉末X射线衍射谱图，由该图可知，按照上述方法可以制备出Cu₂SITO-3复合材料。

图2(a)为本实施例所得三级ITO纳米线阵列的低倍扫描电子显微镜照片，由图可知，按照上述方法可以制备出三级ITO纳米线阵列。

图2(b)为本实施例所得Cu₂SITO-3纳米线阵列的低倍扫描电子显微镜照片，由图可知，Cu₂S壳层均匀而致密地生长在ITO纳米线阵列的表面上。

图3(a)为本实施例所得三级ITO纳米线阵列的高倍扫描电子显微镜照片，由图可知，按照上述方法可以制备出三级ITO纳米线阵列。

图3(b)为本实施例所得Cu₂SITO-3纳米线阵列的高倍扫描电子显微镜照片，由图可知，Cu₂S壳层均匀而致密地生长在ITO纳米线阵列的表面上，Cu₂S壳层的厚度为30至60纳米。

图4为本实施例所得Cu₂SITO-3纳米线的高倍透射电子显微镜照片，由图可知，Cu₂S壳层结晶性很好，同时Cu₂S和ITO之间的界面非常好，晶格线在界面处连在一起，得到的这种外延生长的结构有利于电子的传输和收集。

由上述鉴定图谱进一步证实了，本发明的方法可以获得三级氧化铟锡纳米线外面包裹着Cu₂S壳层的纳米线阵列材料(Cu₂SITO-3)。

使用本实施例制备的Cu₂SITO-3三级纳米线阵列材料作为对电极，使用硫化镉和硒化镉共敏化的二氧化钛多孔膜，使用1M硫化钠(Na₂S)和1M硫(S)制备的多硫电解质，制备得到量子点敏化的太阳能电池器件。采用Newport公司450W Model91150型仪器测试IV曲线，采用Newport公司IQE-200测试系统测试IPCE曲线。测试过程中采用金属铜片控制入射光面积准备为0.16cm²，辐照条件为标准一个太阳光照条件(100mW/cm²)。

如图5所示，为本实施所得Cu₂SITO-3纳米线阵列用作量子点敏化太阳能电池对电极的IV曲线(图5(a))和IPCE曲线(图5(b))，可以得知，该量子点敏化的太阳能电池的光电转换效率为6.12％，单色光转换效率在505nm处最高，达到73.6％。

实施例2、包裹Cu₂S壳层的一级氧化铟锡纳米线阵列复合材料(Cu₂SITO-1)及其应用

具体制备方法与实施例1中的基本相同，不同之处在于：采用一次CVD法制备一级ITO纳米线阵列(其中，纳米线的直径约为100纳米)作为负载的基体，最终制备得到Cu₂SITO-1。

经本实施例制备的Cu₂SITO-1作为对电极，按照与实施例1中相同的方法组装量子点敏化的太阳能电池器件，并测试其光电转化性能，其光电转换效率分别为5.31％。

实施例3、包裹Cu₂S壳层的二级氧化铟锡纳米线阵列复合材料(Cu₂SITO-2)及其应用

具体制备方法与实施例1中的基本相同，不同之处在于：采用两次CVD法制备二级ITO纳米线阵列(其中，纳米线的直径约为100纳米)作为负载的基体，最终制备得到Cu₂SITO-2(得到的第二级结构的ITO纳米线的直径为100纳米)。

经本实施例制备的Cu₂SITO-2作为对电极，按照与实施例1中相同的方法组装量子点敏化的太阳能电池器件，并测试其光电转化性能，其光电转换效率分别为5.62％。

实施例4、包裹Cu₂S壳层的四级氧化铟锡纳米线阵列复合材料(Cu₂SITO-4)及其应用

具体制备方法与实施例1中的基本相同，不同之处在于：采用四次CVD法制备四级ITO纳米线阵列(其中，纳米线的直径约为100纳米)作为负载的基体，最终制备得到Cu₂SITO-4(得到的三、四级结构的ITO纳米线的长度均为1微米，直径均为80纳米)。

经本实施例制备的Cu₂SITO-4作为对电极，按照与实施例1中相同的方法组装量子点敏化的太阳能电池器件，并测试其光电转化性能，其光电转换效率分别为5.76％。

实施例5、SILAR法包裹Cu₂S壳层的三级氧化铟锡纳米线阵列复合材料(SILAR-Cu₂SITO-3)及其应用

具体制备方法与实施例1中的基本相同，不同之处在于：将所述多级氧化铟锡纳米线阵列连续浸在氯化亚铜和硫化钠水溶液中，采用连续离子层吸附法制备三级ITO纳米线阵列(其中，第三级纳米线的直径约为80纳米)作为负载的基体，在20℃的反应条件下连续吸附10次，每次时间1分钟，最终制备得到SILAR-Cu₂SITO-3(得到的第三级结构的ITOCu₂S纳米线的长度为1微米，直径为160纳米)。

经本实施例制备的SILAR-Cu₂SITO-3作为对电极，按照与实施例1中相同的方法组装量子点敏化的太阳能电池器件，并测试其光电转化性能，其光电转换效率分别为3.85％。

实施例6、磁控溅射法包裹Cu₂S壳层的三级氧化铟锡纳米线阵列复合材料(PVD-Cu₂SITO-3)及其应用

具体制备方法与实施例1中的基本相同，不同之处在于：采用磁控溅射法(射频溅射)，靶材料为Cu₂S，功率为150瓦，溅射压强为3毫托，时间为1000秒，制备三级ITO纳米线阵列(其中，第三级纳米线的直径约为80纳米)作为负载的基体，最终制备得到PVD-Cu₂SITO-3(得到的第三级结构的ITOCu₂S纳米线的长度为1微米，直径为120纳米)。

经本实施例制备的Cu₂SITO-3作为对电极，按照与实施例1中相同的方法组装量子点敏化的太阳能电池器件，并测试其光电转化性能，其光电转换效率分别为2.55％。

实施例7、基于FTO基底的包裹Cu₂S壳层的三级氧化铟锡纳米线阵列复合材料(FTO-Cu₂SITO-3)及其应用

具体制备方法与实施例1中的基本相同，不同之处在于：选择FTO导电玻璃作为导电基底，最终制备得到FTO-Cu₂SITO-3。

经本实施例制备的FTO-Cu₂SITO-3作为对电极，按照与实施例1中相同的方法组装量子点敏化的太阳能电池器件，并测试其光电转化性能，其光电转换效率分别为4.94％。

实施例8、实施例1制备的Cu₂SITO-3作为染料量子点敏化的太阳能电池的对电极

使用实施例1中制备得到的Cu₂SITO-3纳米线阵列作为对电极，使用染料N719敏化的二氧化钛多孔膜作为光阳极，使用0.6M PMII、0.1M硫氰酸胍(C₂H₆N₄S)、0.03M碘(I₂)、0.5M叔丁基吡啶以乙腈和戊腈按体积比17：3的混合溶剂作为电解质，制备染料量子点敏化的太阳能电池器件。

经测试，上述染料量子点敏化的太阳能电池的光电转换效率为5.50％。

对比例1、

按照与实施例1中基本相同的方法，在FTO导电玻璃上直接沉积Cu₂S纳米颗粒，然后作为对电极材料，按照与实施例1中相同的方法制备量子点敏化太阳能电池，测试得到光电转换效率为3.23％。

对比例2、

按照与实施例1中基本相同的方法，在三级ITO纳米线阵列外包覆Cu₂S后未经煅烧直接作为对电极材料，按照与实施例1相同的方法制备量子点敏化太阳能电池，测试得到光电转换效率为4.15％。

需要说明的是，上述实施例只是用来说明本发明的技术特征，不是用来限定本发明专利申请范围的。比如本实施例中涉及的反应物，也可以用其它反应物，实施例中所采用的三级ITO纳米线阵列的长度也可以采用其他级数的ITO纳米线阵列。但其原理仍属本发明的专利保护范畴。

Claims (10)

1.一种多级氧化铟锡纳米线阵列复合材料，其包括生长在导电基底上的多级氧化铟锡纳米线阵列，所述多级氧化铟锡纳米线阵列上包裹有硫化亚铜壳层。 

2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述多级氧化铟锡纳米线阵列的级数为1～5级； 

所述多级氧化铟锡纳米线阵列中，每级氧化铟锡纳米线的长度为1微米～30微米，直径为50纳米～300纳米。 

3.根据权利要求1或2所述的复合材料，其特征在于：所述硫化亚铜壳层的厚度为5纳米～100纳米； 

所述导电基底为氧化铟锡玻璃或氟掺杂氧化锡玻璃。 

4.权利要求1～3中任一项所述复合材料的制备方法，包括如下步骤： 

(1)以金纳米颗粒为催化剂，通过化学气相沉积法，在所述导电基底上按级数依次沉积生长氧化铟锡纳米线，即得所述多级氧化铟锡纳米线阵列； 

(2)通过下述1)-3)中任一种所述方法在所述多级氧化铟锡纳米线阵列上包覆Cu₂S壳层： 

1)通过化学浴沉积法，在所述多级氧化铟锡纳米线阵列上包覆CdS壳层；然后通过离子交换法，将所述CdS壳层转化成Cu₂S壳层； 

2)通过连续离子层吸附法，在所述多级氧化铟锡纳米线阵列上包覆Cu₂S壳层； 

3)通过磁控溅射法，在所述多级氧化铟锡纳米线阵列上包覆Cu₂S壳层； 

(3)在惰性气氛下，经煅烧即得所述复合材料。 

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述金纳米颗粒的粒径为2～10纳米； 

生长所述多级氧化铟锡纳米线阵列所用的铟源为金属铟和/或氧化铟； 

生长所述多级氧化铟锡纳米线阵列所用的锡源为金属锡和/或氧化锡； 

所述铟源与所述锡源的摩尔比为1～30：1。 

6.根据权利要求4或5中所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，将生长所述氧化铟锡纳米线阵列所用的铟源和锡源在600～1000℃的条件下加热成气态，加热时间为5～120分钟； 

所述多级氧化铟锡纳米线阵列的生长过程在沉积区进行，所述沉积区的温度为300～550℃，生长时间为5～120分钟。 

7.根据权利要求4-6中任一项所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)1)中， 

所述化学浴沉积法使用的镉盐为乙酸镉、氯化镉、硫酸镉和硝酸镉中至少一种； 

所述化学浴沉积法使用的硫盐为硫粉、硫脲、氨基硫脲和硫代乙酰胺中至少一种； 

所述化学浴沉积法的温度为0～100℃，时间为0.1～8小时； 

所述离子交换法包括如下步骤： 

将得到的包覆CdS壳层的多级氧化铟锡纳米线阵列转移至铜盐的水溶液中，经离子交换反应，即将所述CdS壳层转化成Cu₂S壳层； 

所述铜盐为乙酸亚铜、氯化亚铜和硫酸亚铜中至少一种； 

所述离子交换反应的温度为5～90℃，时间为0.5～60分钟。 

8.根据权利要求4-6中任一项所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)2)中， 

所述连续离子层吸附法包括如下步骤： 

将所述多级氧化铟锡纳米线阵列连续浸在铜盐和硫盐水溶液中，经连续离子层吸附，即在所述多级氧化铟锡纳米线阵列上包覆Cu₂S壳层； 

所述铜盐为乙酸亚铜、氯化亚铜和硫酸亚铜中至少一种； 

所述硫盐为硫化钠、硫化钾和硫化铵中至少一种； 

所述连续离子层吸附法的温度为5～50℃，连续吸附次数为1～20次，每次吸附的时间为0.5～5分钟。 

9.根据权利要求4-6中任一项所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)3)中， 

所述磁控溅射法采用射频溅射法； 

所述射频溅射法的条件如下： 

功率为100～300瓦，溅射压强为3～10毫托，时间为200～2000秒。 

10.权利要求1-3中任一项所述多级氧化铟锡纳米线阵列复合材料在作为太阳能电池的对电极中的应用。