[发明专利]一种基于吸光涂料制备量子点太阳电池的方法

说明书

本发明公开一种基于吸光涂料制备量子点太阳电池的方法，属于太阳电池领域。该方法将半导体量子点负载到宽带隙材料纳米晶颗粒上得到宽带隙材料/量子点复合物；将宽带隙材料/量子点复合物制备成能吸收太阳光的吸光涂料；通过丝网印刷技术将吸光涂料印刷在导电玻璃基底上得到光阳极；将光阳极、电解质以及对电极组装成三明治结构的量子点太阳电池。本发明简单方便、经济快捷，所制备的吸光涂料成本低，制备过程无需高温烧结，降低能耗，降低生产成本；适用于大面积器件制备，提高了量子点太阳电池的应用前景。

技术领域

本发明属于太阳电池领域，特别涉及一种基于吸光涂料制备量子点太阳电池的方法。

背景技术

随着传统化石能源的日益枯竭，人们迫切寻求一种成本低、环境友好的替代能源以满足社会的持续发展，于是研究者将眼光投向于太阳能。太阳电池是将太阳能直接转换为电能的器件，是太阳能利用的重要手段。量子点太阳电池属于第三代太阳电池，其中作为光吸收材料的量子点具有高消光系数、可调节吸光范围、高稳定性和低成本的优点，因而得到了人们的广泛关注与研究。量子点太阳电池由负载了光吸收材料的光阳极、电解质和对电极三个部分组成。

目前，主要有两种方法实现量子点在光阳极上的沉积：(1)将宽带隙材料介孔膜构成的电极放置于包含阴阳离子的前驱生长溶液中，通过化学浴沉积等方法在光阳极上直接原位沉积量子点材料。由于阴阳离子的尺寸比较小，能够很好的渗透到光阳极的纳米孔道中，因此这种方法能够在光阳极上实现高的量子点负载量，但是所得量子点的缺陷态密度高且尺寸分布宽，从而限制相应太阳电池的光伏性能提升；(2)预先制备好量子点材料，再通过直接吸附、双官能团分子链接或电泳辅助等技术手段将量子点负载到光阳极上。这种方法能够得到高质量的量子点材料，但是由于量子点的尺寸较大，不利于在光阳极介孔膜中渗透与吸附，使其在光阳极上的负载量较小。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种基于吸光涂料制备量子点太阳电池的方法。

将半导体量子点负载到宽带隙材料纳米晶颗粒上得到宽带隙材料/量子点复合物；将宽带隙材料/量子点复合物制备成能吸收太阳光的吸光涂料；通过丝网印刷技术将吸光涂料印刷在导电玻璃基底上得到光阳极；将光阳极、电解质以及对电极组装成三明治结构的量子点太阳电池。本发明简单方便、经济快捷，制备过程无需高温烧结，适用于大面积器件制备，提高了量子点太阳电池的应用前景。

本发明的另一目的在于提供通过上述方法制备得到的量子点太阳电池。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种基于吸光涂料制备量子点太阳电池的方法，是将光阳极、电解质和对电极组装成三明治结构的量子点太阳电池；

所述的光阳极的制备方法，包括如下步骤：

(1)将量子点分散于有机溶剂中得到量子点的分散液；

(2)将宽带隙材料纳米晶颗粒分散于有机溶剂中得到宽带隙材料的分散液；

(3)将步骤(1)得到的量子点的分散液和步骤(2)得到的宽带隙材料的分散液混合，并超声一定时间得到宽带隙材料/量子点复合物的混合溶液；

(4)将步骤(3)得到的宽带隙材料/量子点复合物的混合溶液离心得到沉淀，对产物进行分离、洗涤、干燥后得到宽带隙材料/量子点复合物粉末；

(5)将步骤(4)得到的宽带隙材料/量子点复合物粉末、粘合剂溶液按一定比例超声混均，然后通过旋转蒸发浓缩后得到吸光涂料；

(6)通过丝网印刷技术将步骤(5)得到的吸光涂料印刷在导电玻璃基底上，并烧结一定时间，得到负载量子点的光阳极，即适用于量子点太阳电池的光阳极。