[發明專利]一種Bi2S3量子點敏化TiO2的太陽能電池的制備方法

無效

• 申請號: 201310588867.9
• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN103594248A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 高義華;楚亮;張軍;向法午;張翔暉;蘇俊
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H01G9/20
• 分類號: H01G9/20
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

技術領域

本發明屬于太陽能電池技術領域，具體涉及一種量子點的制備，及制備的量子點應用于量子點敏化太陽能電池。

背景技術

太陽能的有效利用，是解決能源危機和全球氣候變暖兩大問題的迫切要求。量子點敏化太陽能電池是作為新型的太陽能電池是以量子點敏化光陽極而實現光電轉化，其理論上效率可達44%。量子點敏化太陽能電池相比于染料敏化太陽能電池主要具有以下優點：量子點尺度可調節；較大的消光系數和固有偶極；量子產額可大于1等。

在量子點敏化太陽能電池中，目前作為敏化劑研究最多的主要有Cd系（CdS、CdSe、CdTe）、Pb系（PbS、PbSe、PbTe）、In系（InP、InAs）等窄帶半導體。但Cd，Pb均是有毒物質，對環境不友好，而In價格昂貴。

發明內容

本發明的目的在于提出一種Bi₂S₃量子點敏化太陽能電池的制備方法，通過在TiO₂多空薄膜上利用連續離子層反應與吸收的方法，制備出Bi₂S₃量子點，從而能夠制備出Bi₂S₃量子點應用于量子點敏化太陽能電池，Bi₂S₃量子點敏化劑不是有毒物質，在實際應用中會能夠有效避免破壞環境。

為實現本發明的目的所采用的技術方案如下：

一種Bi₂S₃量子點敏化太陽能電池的制備方法，用于制備以Bi₂S₃量子點作為敏化劑的量子點敏化太陽能電池，該方法具體步驟如下：

（1）在FTO玻璃上刮涂Ti0₂漿料；

（2）退火得到Ti0₂多孔薄膜；

（3）在得到的Ti0₂多孔薄膜上，用連續離子層反應與吸收制備Bi₂S₃量子點，形成電極；

（4）在所述電極中部滴上電解液，然后利用溶液擴散作用讓電解液擴散到整個電極工作部分；

(5)將表面鍍了鉑的FTO玻璃扣在工作電極上，鍍鉑金的一面朝向工作電極，用夾子將工作電極與鉑金對電極夾住，即可制成太陽能電池。

本發明中，電解液優先是通過12克的Na₂S·9H₂O置于50mL的去離子水中溶解形成；

本發明中，優先用塑料薄膜把片子的空白地方封住，防止短路；

本發明中，優先用毛細滴管在電極中間滴上一滴事先配制好的電解液，然后利用溶液擴散作用讓電解液擴散到整個電極工作部分；

本發明還公開了一種Bi₂S₃量子點敏化太陽能電池。

對制備的樣品，通過X射線衍射（XRD）、透射電鏡（TEM）、光電子能譜儀（EDS）等表征方法，證明在TiO₂多孔薄膜上原位生長了Bi₂S₃量子點。

總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，具有以下有益效果：

（1）采用無毒材料Bi₂S₃制備量子點敏化太陽能電池，避免了重金屬對環境的破壞；

（2）采用連續離子沉積和反應制備量子點，可以有效的控制量子點的尺度，從而獲得合理的器件優化參量。

附圖說明

圖1為TiO₂襯底上生長了Bi₂S₃后的TEM圖。

圖2為TiO₂襯底上生長了Bi₂S₃后的EDS圖。

圖3中，TiO₂襯底上生長了不同沉積Bi₂S₃次數的紫外-可見光吸收。從圖中可以看出：（1）隨著沉積次數的增加，樣品吸收光譜發生紅現象，這是由于Bi₂S₃顆粒大小隨著沉積次數的增加逐漸變大。（2）樣品對可見光的吸收量不斷的增加，這是由于襯底上Bi₂S₃沉積量的增加。