[发明专利]一种可调谐宽光谱响应的复合量子点敏化光电极的制备方法

摘要

本发明公开了一种可调谐宽光谱响应的复合量子点敏化光电极的制备方法，采用连续离子层吸附与反应法，以一定摩尔浓度(0.01～1M)的阳离子源(Pb²⁺、Cd²⁺和Zn²⁺甲醇溶液)和阴离子源(S^2‑甲醇/水混合溶液)为前驱液，在膜厚为2～20微米的宽带隙氧化物多孔薄膜上，依次沉积适量的(Pb,Cd)S、CdS、ZnS量子点，制备复合量子点敏化光电极。本方法可通过调节阳离子源中Cd²⁺和Pb²⁺的摩尔浓度比调谐光谱响应；且CdS将有效钝化PbS量子点表面缺陷态以抑制载流子复合。本发明的复合量子点敏化光电极能够实现可调谐宽光谱响应、快速电荷传输以及高效电荷收集，从而获得高性能量子点光伏器件。

主权项

1.一种可调谐宽光谱响应的复合量子点敏化光电极的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将宽带隙氧化物薄膜依次浸润在阳离子源前驱液和阴离子源前驱液中，为一次SILAR循环，重复SILAR循环1～25次，获得(Pb,Cd)S量子点；所述阳离子源前驱液为乙酸铅或硝酸铅与乙酸镉或硝酸镉的甲醇溶液，Pb2+和Cd2+的摩尔比为0.01～100：1，阳离子源前驱液中Pb2+和Cd2+的总浓度为0.01～1M；所述阴离子源前驱液为Na2S的甲醇和水混合溶液，其中S2‑的浓度为0.01～1M，甲醇和水的体积比为0.1～10：1；所述宽带隙氧化物薄膜是将10～200nm的宽带隙氧化物半导体二氧化钛、氧化锌或二氧化锡与粘合剂和造孔剂混合均匀并涂覆在导电玻璃上，在300～500℃下烧结30～120分钟，获得厚度为2～20微米的多孔结构氧化物薄膜；(2)将步骤(1)获得的薄膜依次浸润在阳离子源前驱液和阴离子源前驱液中，为一次SILAR循环，重复SILAR循环1～15次，获得CdS量子点；所述阳离子源前驱液为0.01～1M Cd2+的乙酸镉或硝酸镉的甲醇溶液；所述阴离子源前驱液为Na2S的甲醇和水混合溶液，其中S2‑的浓度为0.01～1M，甲醇和水的体积比为0.1～10：1；(3)将步骤(2)获得的薄膜依次浸润在阳离子源前驱液和阴离子源前驱液中，为一次SILAR循环，重复SILAR循环1～5次，获得ZnS量子点，即获得(Pb,Cd)S/CdS/ZnS复合量子点敏化光电极；所述阳离子源前驱液为0.01～1M Zn2+的乙酸锌或硝酸锌的甲醇溶液；所述阴离子源前驱液为Na2S的甲醇和水混合溶液，其中S2‑的浓度为0.01～1M，甲醇和水的体积比为0.1～10：1；步骤(1)、(2)、(3)中，分别控制阳离子源和阴离子源的浓度相同。