[发明专利]一种半导体纳米晶敏化太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种半导体纳米晶敏化太阳能电池，电池结构包括透明导电基板、光阳极、电解质和对电极，其特征在于：光阳极使用硫化银纳米晶敏化。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：所述光阳极为多孔氧化锡薄膜或者为经氧化物包覆处理的多孔氧化锡薄膜，所述包覆处理是指多孔氧化锡薄膜上覆盖一层氧化物薄层。

3.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于：包覆的氧化物包括氧化钛、氧化镁、氧化铝、氧化铌、氧化锌、氧化钨和氧化镍，氧化物包覆薄层厚度为1~10nm。

4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：所述的半导体纳米晶敏化太阳能电池使用的电解质的氧化还原电对包括无机多硫电解质、有机多硫电解质、钴电解质、碘电解质；使用的对电极材料包括铂、硫化钴、硫化镍、硫化亚铜、硫化铅、硫化亚铁、碳纳米管、石墨烯、石墨、PEDOT中的一种或者其中任意两种形成的多元化合物；所述的透明导电基板包括FTO、ITO、AZO。

5.权利要求1至4任意一个权利要求所述的半导体纳米晶敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于该方法如下：

在透明导电基板的导电面上制备一层多孔氧化锡薄膜，并对其进行硫化银纳米晶的敏化；或者，在透明导电基板的导电面上制备一层多孔氧化锡薄膜，对多孔氧化锡薄膜进行氧化物包覆处理后，再对其进行硫化银纳米晶的敏化，

然后再与对电极进行组装，并注入电解质，得到半导体纳米晶敏化太阳能电池。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：硫化银纳米晶的制备方法包括连续吸附离子反应、化学沉积法、化学浴前驱体旋涂法、电沉积法、热蒸镀法、磁控溅射法和气相沉积法。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，采用化学沉积法进行半导体敏化的步骤为：配制A溶液和B溶液，A溶液为0.01~0.1 mol/L的硫代硫酸钠溶液；B溶液为向0.05~0.5 mol/L的硝酸银溶液加入适量氨水使其先变浑浊再澄清的溶液；控制A溶液与B溶液体积比范围为（1：20）~（1：2）之间，将两者均匀混合得混合液，然后将制备了一层多孔氧化锡薄膜的透明导电基板放入上述混合液中，或者多孔氧化锡薄膜进行氧化物包覆处理后再将透明导电基板放入上述混合液中，敏化1~10 min后取出，用去离子水冲洗，即完成了Ag₂S纳米晶的沉积。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：氧化锡薄膜的制备方法包括丝网印刷、电化学沉积、水热法、电纺丝法和阳极氧化法，所制备的氧化锡薄膜的厚度为500 nm~20 μm，最好是2 μm~18 μm。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：Ag₂S纳米晶敏化光阳极后还进行硫化锌的包覆处理。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：采用丝网印刷方法制备多孔氧化锡薄膜时，使用的氧化锡浆料由氧化锡颗粒、乙基纤维素以及溶剂均匀混合而成，其中的氧化锡的固相含量为10%~40%之间，最好是15~30%之间，乙基纤维素的含量为5%~30%之间，最好是8~20%之间，溶剂包括松油醇、乙醇和异丙醇。