[发明专利]一种基于环保型、无毒宽带隙半导体纳米晶缓冲层的碲化镉纳米晶太阳电池及其制备方法

权利要求书

1.一种基于环保型、无毒宽带隙半导体纳米晶缓冲层的碲化镉纳米晶太阳电池，其特征在于，所述太阳电池由玻璃衬底、阴极、阴极界面层、窗口层、光活性层、缓冲层、阳极依次叠层而成；所述窗口层为ZnSe纳米晶；所述缓冲层为MoO_x。

2.根据权利要求1所述的一种基于环保型、无毒宽带隙半导体纳米晶缓冲层的碲化镉纳米晶太阳电池，其特征在于，所述阴极的材料为掺锡氧化铟透明导电膜。

3.根据权利要求1所述的一种基于环保型、无毒宽带隙半导体纳米晶缓冲层的碲化镉纳米晶太阳电池，其特征在于，所述阴极界面层为ZnO；所述ZnO的厚度为30-50nm。

4.根据权利要求1所述的一种基于环保型、无毒宽带隙半导体纳米晶缓冲层的碲化镉纳米晶太阳电池，其特征在于，所述窗口层的厚度为80-120nm。

5.根据权利要求1所述的一种基于环保型、无毒宽带隙半导体纳米晶缓冲层的碲化镉纳米晶太阳电池，其特征在于，所述光活性层由CdTe量子点构成，厚度为400-450nm。

6.根据权利要求1所述的一种基于环保型、无毒宽带隙半导体纳米晶缓冲层的碲化镉纳米晶太阳电池，其特征在于，所述缓冲层MoO_x中x为1-3；所述缓冲层的厚度为8~10nm。

7.根据权利要求1所述的一种基于环保型、无毒宽带隙半导体纳米晶缓冲层的碲化镉纳米晶太阳电池，其特征在于，所述阳极的材料为Au，厚度为20-100nm。

8.制备权利要求1-7任一项所述的一种基于环保型、无毒宽带隙半导体纳米晶缓冲层的碲化镉纳米晶太阳电池的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将附着有阴极的玻璃衬底清洗，干燥；

(2)采用溶液加工的方式在阴极表面沉积阴极界面层；

(3)采用溶液加工法在阴极界面层上制备窗口层；

(4)采用溶液加工法在窗口层上制备光活性层；

(5)采用蒸镀法在光活性层上蒸镀缓冲层；

(6)采用蒸镀法在缓冲层上蒸镀阳极，得基于环保型、无毒宽带隙半导体纳米晶缓冲层的碲化镉纳米晶太阳电池。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

（1）采用sol-gel法制备ZnO的前驱体，将ZnO的前驱体经旋涂、刷涂、喷涂、浸涂、辊涂、印刷或喷墨打印方式覆盖在阴极上，经过烧结形成阴极界面层；

（2）采用溶剂热法合成ZnSe纳米晶，将ZnSe纳米晶溶解于有机溶剂中，得浓度为45-50mg/mL的ZnSe溶液，将ZnSe纳米晶溶液旋涂在阴极界面层上120-180℃下沉积ZnSe薄膜，再在360-380℃高温下烧结，得窗口层；

（3）采用溶剂热法合成CdTe纳米晶，再溶解于有机溶剂中，得到黑色的溶液，将所得黑色的溶液旋涂、刷涂、喷涂、浸涂、辊涂、印刷或喷墨打印在ZnSe薄膜上沉积CdTe纳米晶，之后浸入饱和氯化镉甲醇溶液中，再在300-400℃热处理，多次重复沉积CdTe纳米晶得到光活性层；

（4）在光活性层上蒸镀MoOx和Au电极，得基于环保型、无毒宽带隙半导体纳米晶缓冲层的碲化镉纳米晶太阳电池。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中采用溶剂热法合成ZnSe纳米晶，是使用ZnO作为Zn的前驱体，使用十六烷胺作为溶剂，使用十四酸作为配体，使用TOP-Se作为Se的前驱体。