[發明專利]一種基于納米晶復合中心的疊層太陽能電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201610037819.4
• 申請日: 2016-01-20
• 公開（公告）號: CN105679858B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 馬萬里;史國鉦
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: H01L31/0296
• 分類號: H01L31/0296;H01L31/032;H01L31/0352;H01L31/0725;H01L31/18
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司32103
• 代理人: 陶海鋒,張淏

1.一種基于納米晶復合中心的疊層太陽能電池的制備方法，其包括以下步驟：

1）前置子電池的制備：

按照二水合乙酸鋅:2-甲氧基乙醇:乙醇胺=50~1000mg:1~10mL:10~1000μL的比例，將上述三種組分混合并攪拌均勻，得到氧化鋅前驅體溶液，然后將其旋涂于氧化銦錫導電玻璃上，在相對濕度為90%的條件下于140℃退火10分鐘，得到溶膠-凝膠法氧化鋅層，其中所述溶膠-凝膠法氧化鋅層的厚度為40~100nm；

將粒徑為2~5nm的硫化鉛量子點配制成濃度為20~40mg/mL的正己烷溶液，并旋涂于所述溶膠-凝膠法氧化鋅層上，然后在濃度為10~60mg/mL的四丁基碘化銨的甲醇溶液中浸潤0.5~2分鐘，經甲醇清洗后重復旋涂1~4層，得到以四丁基碘化銨為配體的硫化鉛量子點層，完成前置子電池的制備，其中所述以四丁基碘化銨為配體的硫化鉛量子點層的厚度為40~100nm；

2）復合中心的制備：

將粒徑為2~5nm的硫化鉛量子點配制成濃度為20~40mg/mL的正己烷溶液，并旋涂于步驟1）中所述以四丁基碘化銨為配體的硫化鉛量子點層上，然后在濃度為0.0001~0.01M的乙二硫醇的乙腈溶液中浸潤10~60秒，經乙腈清洗后重復旋涂1~4層，得到以乙二硫醇為配體的硫化鉛量子點層，其中所述以乙二硫醇為配體的硫化鉛量子點層的厚度為40~100nm；

采用電子束沉積的方法，在所述以乙二硫醇為配體的硫化鉛量子點層上沉積金膜，其中所述金膜的厚度為0.5~2nm；

按照氫氧化鉀:二水合乙酸鋅=0.04~4:1的質量比，將氫氧化鉀的甲醇溶液逐滴加入到二水合乙酸鋅的甲醇溶液中，于50~80℃加熱0.5~4小時，經離心分離、甲醇清洗后，采用以丁醇:氯仿:甲醇=1~30:1~30:1~30的體積比混合的混合溶劑，配制成濃度為10~40mg/mL的氧化鋅納米晶共溶液；

將所述氧化鋅納米晶共溶液旋涂于所述金膜上，并于100℃退火5分鐘，待冷卻后再次旋涂所述氧化鋅納米晶共溶液，并于100℃退火10分鐘，然后在濃度為10~60mg/mL的四丁基碘化銨的甲醇溶液中浸潤0.5~2分鐘，經甲醇清洗，得到摻雜四丁基碘化銨的氧化鋅納米晶層，完成復合中心的制備，其中所述摻雜四丁基碘化銨的氧化鋅納米晶層的厚度為40~150nm；

3）后置子電池的制備：

將粒徑為2~5nm的硫化鉛量子點配制成濃度為20~40mg/mL的正己烷溶液，并旋涂于步驟2）中所述摻雜四丁基碘化銨的氧化鋅納米晶層上，然后在濃度為10~60mg/mL的四丁基碘化銨的甲醇溶劑中浸潤0.5~2分鐘，經甲醇清洗后重復旋涂3~8層，得到后置子電池中以四丁基碘化銨為配體的硫化鉛量子點層，其中所述后置子電池中以四丁基碘化銨為配體的硫化鉛量子點層的厚度為150~400nm；

將粒徑為2~5nm的硫化鉛量子點配制成濃度為20~40mg/mL的正己烷溶液，并旋涂于所述后置子電池中以四丁基碘化銨為配體的硫化鉛量子點層上，然后在濃度為0.0001~0.01M的乙二硫醇的乙腈溶液中浸潤10~60秒，經乙腈清洗后重復旋涂1~4層，得到后置子電池中以乙二硫醇為配體的硫化鉛量子點層，其中所述后置子電池中以乙二硫醇為配體的硫化鉛量子點層的厚度為40~100nm；

采用電子束沉積的方法，在所述后置子電池中以乙二硫醇為配體的硫化鉛量子點層上沉積金電極，即得基于納米晶復合中心的疊層太陽能電池，其中所述金電極的厚度為50~150nm。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：

步驟1）中所述二水合乙酸鋅、2-甲氧基乙醇、乙醇胺之間的比例為110mg:1mL:30μL；

步驟1）中所述溶膠-凝膠法氧化鋅層的厚度為50nm。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：

步驟1）中所述硫化鉛量子點的正己烷溶液的濃度為20mg/mL；

步驟1）中所述四丁基碘化銨的甲醇溶液的濃度為34mg/mL；

步驟1）中所述浸潤的時間為1分鐘；

步驟1）中所述以四丁基碘化銨為配體的硫化鉛量子點層的厚度為60nm。