[發明專利]基于納米石墨電子傳輸層的多量子阱光伏電池及制備方法

在審

• 申請號: 201510718513.0
• 申請日: 2015-10-29
• 公開（公告）號: CN105244390A
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發明（設計）人: 余錫賓;吳剛;楊海;吳圣垚
• 申請（專利權）人: 上海師范大學
• 主分類號: H01L31/0352
• 分類號: H01L31/0352;H01L31/18;H01L51/48;H01L51/44;H01G9/20
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠

1.一種基于納米石墨電子傳輸層的多量子阱光伏電池，該電池包括層狀鋪設的前電極、減反層、N型硅、P型硅及背電極，其特征在于，在減反層與N型硅之間設有一層由石墨與半導體量子點組成的復合層。

2.根據權利要求1所述的一種基于納米石墨電子傳輸層的多量子阱光伏電池，其特征在于，所述的石墨為天然石墨、電極石墨、細結構石墨或納米石墨中的一種或幾種。

3.根據權利要求1所述的一種基于納米石墨電子傳輸層的多量子阱光伏電池，其特征在于，所述的半導體量子點為氧化鋅、氧化鉛、氧化錫、氧化鉻或氧化銻中的一種。

4.根據權利要求1所述的一種基于納米石墨電子傳輸層的多量子阱光伏電池，其特征在于，所述的光伏電池為晶硅電池、染料敏化電池、有機薄膜電池或鈣鈦礦電池中的一種。

5.根據權利要求1所述的一種基于納米石墨電子傳輸層的多量子阱光伏電池，其特征在于，由石墨與半導體量子點組成的復合層沉積在N型硅上，且由石墨與半導體量子點組成的復合層的粒徑控制在1～500nm。

6.一種如權利要求1所述的基于納米石墨電子傳輸層的多量子阱光伏電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)配制半導體量子點溶膠：用半導體金屬源、溶劑及表面活性劑配成半導體量子點溶膠，其中半導體金屬離子的濃度為0.01-0.5mol/L，表面活性劑的濃度為3.3-13.4g/L；

2)向半導體量子點溶膠中加入納米級石墨碳源，使得石墨的濃度為10-60mg/L，充分攪拌，強力超聲以剪切溶膠的粒徑，得到石墨與半導體量子點的復合膠體；

3)晶硅片的預處理：將N型硅片浸漬到清洗液中清洗，去除N型硅片表面的油污和二氧化硅層；

4)半導體層和電子傳輸層的沉積生長：將清洗后的N型硅片浸漬到步驟2)所得復合膠體中沉積生長半導體層和電子傳輸層，即由石墨與半導體量子點組成的復合層；

5)快速退火處理：對步驟4)所得由石墨與半導體量子點組成的復合層進行快速退火處理；

6)成品電池片的完成：經上述處理的N型硅片再按電池片制作工藝，經刻蝕、蒸鍍減反膜及制作電極，得到最終的基于納米石墨電子傳輸層的多量子阱光伏電池。

7.根據權利要求6所述的一種基于納米石墨電子傳輸層的多量子阱光伏電池的制備方法，其特征在于，所述的半導體金屬源選自醋酸鋅、醋酸鉛、四氯化錫、氯化鉻或醋酸銻中的一種。

8.根據權利要求6所述的一種基于納米石墨電子傳輸層的多量子阱光伏電池的制備方法，其特征在于，所述的溶劑選自水、甲醇、乙醇、丙酮或甲苯中的一種。

9.根據權利要求6所述的一種基于納米石墨電子傳輸層的多量子阱光伏電池的制備方法，其特征在于，所述的表面活性劑選自羧甲基纖維素、聚乙烯醇、聚乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、硬酯酸單甘油酯或三硬脂酸甘油酯中的一種。

10.根據權利要求6所述的一種基于納米石墨電子傳輸層的多量子阱光伏電池的制備方法，其特征在于，所述的清洗液為氫氟酸溶液。