[发明专利]一种双粒径量子点共敏化太阳电池及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种双粒径量子点共敏化太阳电池，其特征在于它是由氧化物纳米晶多孔膜、量子点光敏化剂、电解液和对电极组成。

2.权利要求1所述的双粒径量子点共敏化太阳电池，其中氧化物纳米晶多孔膜为制备在氟锡氧化物导电玻璃上的薄膜，其中氧化物的种类为氧化钛、氧化锌或者氧化锡。

3.权利要求1所述的双粒径量子点共敏化太阳电池，其中量子点光敏化剂包括两种不同粒径的同种化学成分量子点；量子点的化学成分为硫化镉或者硒化镉。

4.权利要求1所述的双粒径量子点共敏化太阳电池，其中的电解液为硫化钠和单质硫的甲醇溶液；硫化钠的摩尔浓度为0.1mol/L，单质硫的摩尔浓度为0.3mol/L；所述的对电极为带有铂膜的氟锡氧化物导电玻璃。

5.一种制备双粒径量子点共敏化太阳电池的方法，其特征在于按照下述步骤进行：

（1）将1g氧化物纳米晶粉末、0.5g聚乙二醇、30ml去离子水共同研磨120min后得到氧化物纳米晶浆料；再把浆料涂覆于氟锡氧化物导电玻璃上，常温干燥12h后在空气中烧结得到氧化物纳米晶多孔薄膜；其中，烧结时间为30min，温度为450℃；

（2）将步骤（1）制备的氧化物纳米晶多孔膜依次交替浸入摩尔浓度为0.5mol/L的Cd²⁺前驱体溶液和摩尔浓度为0.5mol/L的S²⁺前驱体溶液或者摩尔浓度为0.5mol/L的Se²⁺前驱体溶液中各5遍，每次浸渍时间为10min，得到量子点修饰工作电极；

（3）将步骤(2)制备的量子点修饰工作电极在一定气氛、一定温度下热处理一定时间，通过该热处理过程，原先生长在氧化物纳米晶表面的量子点发生再结晶过程，其粒径增大，从而得到大粒径量子点修饰工作电极；

（4）将步骤（3）制备的大粒径量子点修饰工作电极依次交替浸入摩尔浓度为0.3mol/L的Cd²⁺前驱体溶液和摩尔浓度为0.3mol/L的S²⁺前驱体溶液或者摩尔浓度0.3mol/L的Se²⁺前驱体溶液中各5遍，每次浸渍时间为10min；通过此过程，于工作电极中又生长了小粒径的量子点，从而制备出双粒径量子点共敏化的工作电极；

（5）将工作电极、电解液、对电极进行封装，最终制得双粒径量子点共敏化太阳电池。

6.权利要求5所述的方法，其中所述步骤（1）中，氧化物的种类为氧化钛、氧化锌或者氧化锡。

7.权利要求5所述的方法，其中所述步骤（2）中，Cd²⁺前驱体溶液的溶质为硝酸镉或者氯化镉，溶剂为水或者乙醇；S²⁺前驱体溶液的溶质为硫化钠或者硫化钾，溶剂为水或者乙醇；Se²⁺前驱体溶液的溶质为硒代硫酸钠，溶剂为水或者乙醇。

8.权利要求5所述的方法，其中所述步骤（3）中，工作电极在一定气氛、一定温度下热处理一定时间，其中气氛为氩气或者氮气，温度为200-400℃，时间为30-60min。

9.权利要求5所述的方法，其中所述步骤（4）中，Cd²⁺前驱体溶液的溶质为硝酸镉或者氯化镉，溶剂为水或者乙醇；S²⁺前驱体溶液的溶质为硫化钠或者硫化钾，溶剂为水或者乙醇；Se²⁺前驱体溶液的溶质为硒代硫酸钠，溶剂为水或者乙醇。

10.权利要求1所述的双粒径量子点共敏化太阳电池在制备高光电转化效率光伏电池中的应用。