[发明专利]CdS、CdSe量子点分段复合敏化双层ZnO纳米棒光阳极的制备方法

摘要

本发明公开了一种CdS、CdSe量子点分段复合敏化双层ZnO纳米棒光阳极的制备方法。该方法首先采用化学浴沉积(CBD)法生长第一层ZnO纳米棒，接着采用SILAR法沉积CdS量子点，再利用物理抛光或化学抛光除去第一层纳米棒顶端的CdS量子点，然后再次采用CBD法生长第二层ZnO纳米棒，最后采用SILAR法沉积CdSe量子点，形成CdS、CdSe量子点分段复合敏化ZnO纳米棒光阳极。本发明的重复性好，底层的量子点有效地抑制了纳米棒的侧向生长，实现了CdS量子点单敏、CdS和CdSe量子点共敏及CdSe量子点单敏的分段复合敏化。采用本发明制备的量子点复合敏化太阳能电池，能够实现太阳能的宽光谱吸收和光电转换。

主权项

CdS、CdSe量子点分段复合敏化双层ZnO纳米棒光阳极的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1)ZnO种子层制备首先配制5mmol/L醋酸锌的乙醇溶液，以ITO导电玻璃为基底，将醋酸锌的乙醇溶液旋涂在ITO导电玻璃基底上，然后在马弗炉中在300℃热处理20分钟，重复旋涂、热处理2次；最后将其放入炉中以3℃/min速率升温到400℃退火0.5‑1小时，制得ZnO种子层；2)第一层ZnO纳米棒的生长在磁力搅拌下分别配制0.025mol/L六次甲基四胺和0.0125mol/LZn(NO3)2的溶液各15ml，首先将Zn(NO3)2溶液缓慢的加入六次甲基四胺溶液；接着将0.1ml分子量为600的聚乙烯亚胺逐滴加入；待聚乙烯亚胺完全分散后，取0.7ml质量浓度为25‑28％的氨水逐滴加入；然后逐滴加入HNO3调节PH至9.3，制得ZnO纳米棒的生长液；最后将生长液转移到提前预热好的反应釜中，将ZnO种子层插入生长溶液，在烘干箱中以87℃生长5‑10小时得ZnO纳米棒；3)CdS量子点的沉积分别配制50mmol/L的Na2S和50mmol/L的Cd(NO3)2的甲醇溶液，并准备对应的甲醇为清洗液；再采用SILAR法将ZnO纳米棒依次浸入Na2S的甲醇溶液、甲醇、Cd(NO3)2的甲醇溶液、另一甲醇中重复多次，在ZnO纳米棒表面反应生成CdS量子点；4)对表面沉积有CdS量子点的ZnO纳米棒顶端进行物理或化学抛光，然后采用与第一层ZnO纳米棒相同的生长水浴法进行第二层ZnO纳米棒的生长；5)CdSe量子点的沉积首先将0.27g的KBH4置于密闭的容器中，再加入40mL甲醇使KBH4充分溶解，通Ar气除去容器中的氧气，然后往容器中加0.22g的SeO2，在室温下磁力搅拌反应获得澄清透明的Se2‑甲醇溶液；将0.5g的Cd(NO3)2溶于40mL甲醇中制得Cd2+的甲醇溶液；将生长了第二层的ZnO纳米棒依次浸入Se2‑的甲醇溶液，甲醇，Cd2+的甲醇溶液，另一甲醇中重复多次得到CdS、CdSe量子点分段复合敏化双层ZnO纳米棒光阳极。