[发明专利]一种基于混合溶剂提高吸附量制备量子点太阳电池的方法

说明书

本发明公开一种基于混合溶剂提高量子点吸附量制备量子点太阳电池的方法，属于太阳电池领域。该方法是将油溶性半导体量子点溶解在低介电常数(弱极性)有机溶剂中，再加入一定体积的高介电常数(强极性)的有机溶剂得到量子点的溶液；将宽带隙材料纳米晶颗粒组成的光阳极介孔膜浸泡在上述溶液中，使得量子点负载在光阳极膜上；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。本发明的方法，对比现有单一溶剂吸附技术，本发明中的混合溶剂吸附技术可以显著的提高量子点在光阳极上的负载量，从而提高太阳电池的光伏性能。

技术领域

本发明属于太阳电池领域，特别涉及一种基于混合溶剂提高量子点吸附量制备量子点太阳电池的方法。

背景技术

太阳能具有清洁、可再生、分布广泛等优点，因而得到人们的广泛关注与研究，相比于传统的化石能源，太阳能可以更好地满足人类社会的可持续发展。光伏发电是太阳能利用的重要技术手段，而太阳电池是实现光伏发电的半导体器件。量子点太阳电池是以量子点为光吸收材料的太阳电池，量子点具有高消光系数、可调节吸光范围、高稳定性和低成本等优点，因而拥有广阔的应用前景。量子点太阳电池由三个部分组成：负载了量子点材料的光阳极、电解质和对电极。

量子点在光阳极上的沉积方法会显著地影响量子点太阳电池的性能，其沉积方法可分为原位生长沉积和预先合成量子点沉积两种。原位生长沉积法是采用连续离子沉积、化学浴沉积技术手段，在介孔结构光阳极膜上直接原位生长量子点材料。这种方法通常能够得到较高的量子点负载量，但是所得量子点的缺陷态密度高，从而限制相应太阳电池的光伏性能；预先合成量子点沉积法是预先制备好高质量的量子点材料，再将量子点负载到光阳极上。由于量子点的尺寸较大，不利于其在光阳极中地渗透与吸附，使得量子点在光阳极上的负载量较小，限制了对太阳光的捕获能力，从而制约了电池性能的提高。因此，改进量子点的吸附方法，提高量子点在光阳极上的负载量是提高量子点太阳电池光伏性能的重要途径。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种基于混合溶剂提高量子点吸附量制备量子点太阳电池的方法。

将油溶性半导体量子点溶解在低介电常数(弱极性)有机溶剂中，再加入一定体积的高介电常数(强极性)的有机溶剂得到量子点的溶液；将宽带隙材料纳米晶颗粒组成的光阳极介孔膜浸泡在上述溶液中，使得量子点负载在光阳极膜上；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。

相比于传统单一溶剂吸附方法，采用该方法具有更高的量子点吸附量。

本发明的另一目的在于提供一种量子点太阳电池。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种基于混合溶剂提高量子点吸附量制备量子点太阳电池的方法，是将光阳极、电解质以及对电极组装成三明治结构的量子点太阳电池；

所述的光阳极的制备方法，包括如下步骤：

(1)将量子点溶解在低介电常数有机溶剂A中，然后加入一定比例的高介电常数有机溶剂B，得到量子点的溶液，所述有机溶剂B与有机溶剂A的体积比为0.01～10；

(2)通过丝网印刷技术，在导电玻璃基底上印刷介孔的宽带隙材料纳米晶颗粒，烧结后得到光阳极，所述光阳极的膜厚为1～30μm；

(3)将步骤(2)得到的光阳极浸泡在步骤(1)得到的量子点的溶液中一定时间，得到量子点负载的光阳极，即适用于量子点太阳电池的光阳极。

进一步，所述步骤(1)中的量子点包括CdS、CdSe、CdTe、CdSe_xTe_1-x、Zn-Cu-In-Se、Cu-In-Ga-Se、Cu-In-Se-S、CuInS₂、CdIn₂S₄、ZnS和碳量子点中的一种或多种混合，优选为CdSe量子点。