[发明专利]一种量子剪裁提高硅薄膜太阳能电池效率的新方法

摘要

本发明公开了一种量子剪裁提高硅薄膜太阳能电池效率的新方法，采用含有上、下转换材料的功能纳米SiO₂薄膜增加Si薄膜太阳能电池对光的吸收，首先制备含有上下转换材料的SiO₂溶胶，然后采用旋涂或提拉法制备SiO₂颗粒可控的薄膜，该薄膜能够保护Si膜以及Ag或Al金属膜不受影响，而且该膜层含有的上、下转换材料将红外光聚集成为可见光，将紫外光降低为可见光和红外光，该部分红外光又通过量子剪裁上转换形成可见光，大大提高了Si薄膜太阳能对光的利用效率，还能够将太阳光中不能被太阳能电池吸收的长波长红外光和短波长紫外光进行量子剪裁转换为可利用的可见光，既提高了太阳能电池的转换效率，同时也避免了因电池温度升高而导致太阳能电池转换效率下降和电池性能衰退。

主权项

一种量子剪裁提高硅薄膜太阳能电池效率的新方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将稀土氧化物配置出2mol/L的Y(NO₃)₃、Yb(NO₃)₃、Er(NO₃)₃稀土盐溶液；（2）将1.5gCTAB，8mL正庚烷和1000μL正己醇滴入锥形瓶，室温电磁搅拌20分钟，随后加入500μL含Ln³⁺的溶液，溶液体积比控制为Y³⁺:Yb³⁺:Er³⁺=78：20：2；（3）加入550μL的NaF和6μL的HF，搅拌30分钟，将PH值调节为1.5‑3的酸性溶液；（4）静置20分钟后将溶液移入50mL的不锈钢反应釜中，将其放入烘箱中，温度控制在150℃，持续加热5‑8小时，然后在烘箱中自然冷却；（5）静止12小时后，将反应后的溶液转入烧杯加10mL丙酮并震荡；（6）将合成的α‑NaYF₄:Yb，Er纳米粒子分离，再溶解到反相胶束当中，滴入二氧化硅前驱体TEOS，调节PH值至弱酸性，电磁搅拌，陈化后得到α‑NaYF₄:Yb,Er@SiO₂异质包覆核壳纳米结构；（7）下转换材料制备完成后将材料加入到含有上转换材料的SiO₂溶胶中；（8）采用旋涂法或提拉法制备含有上、下转换材料的SiO₂薄膜。