[发明专利]一种CdxZn1-xS@ZnSe量子点的制备及其在太阳能电池中的应用

摘要

本发明涉及一种Cd_xZn_1‑xS@ZnSe量子点的制备及其在太阳能电池中的应用，采用溶剂热法的特点，结合溶剂热法中有机相合成特点，成功合成Cd_xZn_1‑xS@ZnSe量子点，通过改变反应物配比、反应温度、反应时间来调节量子点粒径，使半导体量子点导带价带更易于二氧化钛导带价带匹配形成阶梯结构促进电子空穴传输，减少电子—空穴对的复合，提高太阳能电池光电转换效率。本发明的优点是：本Cd_xZn_1‑xS@ZnSe量子点制备技术稳定，有机相合成量子产率高、荧光寿命长且化学稳定性高，所制备的太阳能电池易组装成本低且具有宽的吸收光谱和高的光电转换效率，具有比较高的开发价值。

主权项

一种Cd_xZn_1‑xS@ZnSe量子点的制备方法，在有机相中合成，其特征步骤如下：（1）以氧化镉、乙酸锌分别作为镉前驱体和锌前驱体，以硒粉溶于三丁基磷制备的三丁基硒化磷作为硒前驱体，以硫粉溶于1‑十八烯的溶液作为硫源，以1‑十八烯为溶剂，油酸作为反应配体制得油溶性Cd_xZn_1‑xS@ZnSe量子点；乙醇促使量子点沉淀，离心分离提纯，三氯甲烷溶解分散；（2）镉源：锌源：硫源：硒源以1:10:2:4的摩尔比反应制得量子点，此时量子点含有未反应的有机杂质，加入过量乙醇促使量子点沉淀离心分离得固体粉末，加入三氯甲烷溶解再加过量乙醇沉淀，反复五次得到纯净的Cd_xZn_1‑xS@ZnSe量子点粉末；（3）将纯净的稀土硒化物量子点粉末重新分散到三氯甲烷中；（4）以多孔n型半导体TiO₂纳米材料为光阳极，将提纯后的量子点和TiO₂组装成电池；当太阳光照射光阳极时，附着在TiO₂上的量子点的电子、空穴对发生分离，电子从价带跃迁至导带并注入TiO₂的导带中经由FTO导电玻璃连接负载传递给铂金背电极，最后通过空穴传输层PESOT:PSS和电子复合形成电子‑空穴对完成一个循环。