[發明專利]一種稀土共摻雜晶態發光材料的制備及其在雜化太陽電池中的應用

有效

• 申請號: 201410078074.7
• 申請日: 2014-03-05
• 公開（公告）號: CN103811187A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 李清華;金肖;陳子晗;程園遠
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: H01G9/20
• 分類號: H01G9/20;H01G9/048;H01G9/042
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 劉凌峰

1.一種稀土共摻雜晶態發光材料的制備，其特征是步驟如下：

(1)將稀土氧化物溶于濃鹽酸，一邊加熱一邊攪拌，直至完全溶解成透明澄清的溶液；

(2)調pH至中性范圍，配備飽和沉淀劑溶液；

(3)將飽和鹽溶液加入澄清溶液中至完全沉淀，抽濾洗滌；

(4)煅燒取粉末，將粉末摻到TiO₂?膠體中；

(5)以多孔n型摻雜稀土的半導體TiO₂納米材料為光陽極，當太陽光照射光陽極時，P3HT電子從價帶躍遷至導帶并注入稀土摻雜TiO₂的導帶中經由FTO導電玻璃連接負載傳遞給鉑金背電極，最后通過空穴傳輸層PEDOT:PSS和電子復合形成電子-空穴對完成一個循環；

(6)通過上述方法可制得稀土共摻雜晶態發光材料雜化太陽電池。

2.一種根據權利要求1所述的稀土共摻雜晶體摻雜TiO₂膠體的制備及太陽能電池的組裝，其特征在于可通過如下步驟實現：

（1）以摩爾比為95:5取氧化釔粉末和所需稀土氧化物粉末，溶解在濃鹽酸中，邊溶解邊攪拌直至溶液澄清；

（2）用1mol/L的NaOH溶液來調節上述所得溶液的PH值到中性范圍；

（3）采用共沉淀法，將配備的硅酸鉀溶液作為沉淀劑慢慢加入上述調好pH的溶液中，直到不再產生白色沉淀為止；

（4）將得到的白色沉淀抽濾洗滌；

（5）將得到的白色沉淀煅燒850^°C?150min后研磨即得到所需要的粉末，將得到的粉末摻雜到TiO₂膠體當中；

（6）以多孔TiO₂為n型半導體，將TiO₂旋涂到FTO導電玻璃導電層上形成一層薄膜，將其浸泡在P3HT中，浸泡完后往樣品層上再旋涂一層空穴傳遞層PEDOT:PSS；選用鉑金電極作為背電極，以模擬太陽光源照射光陽極通過電化學工作站測量太陽能電池光電轉換效率；PEDOT:PSS作為空穴傳輸層可以促進空穴傳輸，避免電子-空穴對的復合。