[发明专利]一种全固态量子点敏化太阳能电池及其制备方法

摘要

本发明公开了一种全固态量子点敏化太阳能电池，包括相对设置的导电玻璃和铜基片，在导电玻璃和铜基片之间填充有固态电解液，导电玻璃上位于固态电解液的一侧设置有光阳极；铜基片上位于固态电解液的一侧设置有对电极，对电极为铜基Cu2S纳米片对电极，光阳极为CdS/CdSe量子点敏化的ZnO纳米线阵列光阳极。本发明通过合成导电性良好的固态电解液，通过加热固态电解液，使其充分地填充在ZnO纳米线阵列光阳极和铜基Cu2S纳米片对电极的微结构空隙，不仅克服了液态量子点敏化太阳能电池的性能不稳定以及封装过程中会出现的电解液遗漏问题，而且制备工艺简单、成本低廉、大面积制备重复性好，有很好的使用价值。

主权项

1.一种全固态量子点敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，在导电玻璃(2)上制备ZnO纳米线阵列，具体为：步骤1.1，配制ZnO种子层的前驱体溶液，在导电玻璃(2)的一侧使用ZnO种子层的前驱体溶液，通过旋涂法和热处理工艺制备出ZnO种子层，其中旋涂速度为3000‑4500r/min，热处理工艺的温度为300‑350℃，ZnO种子层的厚度为50‑100nm；步骤1.2，将步骤1.1中的ZnO种子层放入生长液中，采用温度为80‑90℃的水浴法制备ZnO纳米线阵列，其中生长液为摩尔浓度比20:1的NaOH与Zn(NO3)2混合溶液或摩尔浓度比1:1的六次甲基四胺与Zn(NO3)2混合溶液或摩尔浓度比1:1的氨水与Zn(NO3)2混合溶液；步骤2，将步骤1中的ZnO纳米线阵列进行CdS/CdSe量子点沉积，得到光阳极(5)；步骤3，在铜基片(3)上制备Cu2S对电极(4)；步骤4，制备固态电解液(1)；步骤4.1，将适量的右旋糖酐缓慢加入质量为3‑5g的KCL水溶液中，在85‑100℃搅拌均匀，其中KCL水溶液的浓度为20‑30％；步骤4.2，在步骤4.1得到的溶液中依次加入0.09‑0.10g高纯硫粉与0.65‑0.75g Na2S·9H2O，搅拌均匀后冷却至室温，得到水溶胶电解液，即固态电解液(1)；步骤5，加热步骤2中的光阳极(5)、步骤3中的对电极(4)以及步骤4中的固态电解液(1)并进行封装，形成电池，具体为：步骤5.1，将步骤2中的光阳极(5)、步骤3中的对电极(4)与步骤4中的固态电解液(1)均预热至60‑80℃；步骤5.2，将适量经步骤5.1处理的固态电解液(1)滴加至步骤5.1处理后的光阳极(5)表面，即刻在相同温度的密闭容器内抽真空5‑10min；步骤5.3，将适量经步骤5.1处理的固态电解液(1)滴加至步骤5.1处理后的对电极(4)表面，即刻在相同温度的密闭容器内抽真空5‑10min；步骤5.4，取步骤5.2处理的光阳极(5)和步骤5.3处理的对电极(4)，将其分别置于一定厚度的间隔体两边正对接触，并加热使固态电解液(1)充分融合，封装成电池。