[發明專利]Ag2Se量子點-染料共敏化太陽能電池的制備方法

有效

• 申請號: 201710164057.9
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN107039186B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 楊英;張政;郭學益;高菁;潘德群
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H01G9/20
• 分類號: H01G9/20;H01G9/042
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 魏龍霞

1.一種Ag₂Se量子點-染料共敏化太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)以巰基丙酸作為表面穩定劑，以聚乙烯吡咯烷酮或檸檬酸三銨為分散劑，將銀源和硒源以共沉積法于水相中合成Ag₂Se量子點，再將合成得到的Ag₂Se量子點分散于無水乙醇中，得到Ag₂Se量子點無水乙醇溶液；所述步驟(1)的具體操作過程為：向硝酸銀去離子水溶液中加入表面穩定劑和分散劑，并加入氨水調節pH值至10.1～10.8，再加入硒源攪拌反應5～10min；所述硒源為硒酸鈉或硒代硫酸鈉；所述硒源與硝酸銀的摩爾比為1:(2～5)；硝酸銀溶液的濃度控制為2～10mmol/L；得到的Ag₂Se量子點無水乙醇溶液的濃度為0.2～0.5mmol/L；

(2)將光陽極依次浸泡于步驟(1)制備的Ag₂Se量子點無水乙醇溶液和染料溶液中敏化，得到量子點-染料共敏化光陽極；

(3)在所述量子點-染料共敏化光陽極上制備電解質層與對電極，完成共敏化電池器件的制備，即得到Ag₂Se量子點-染料共敏化太陽能電池。

2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，光陽極為TiO₂光陽極；所述TiO₂光陽極采用溶膠-凝膠法制備，其具體制備過程為：使用旋轉涂膜方法，將TiO₂漿料旋涂于清洗干凈的FTO導電玻璃表面，使之形成均勻平整薄膜，然后置于馬弗爐中經400～450℃的溫度焙燒30～60min，即得到TiO₂光陽極。

3.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，染料為N719釕染料；Ag₂Se量子點的敏化時間為2～8h，染料的敏化時間為18～36h。

4.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中，共敏化電池器件的具體制備過程為：按照質量比為(0.2～1.0)∶(10～30)的量，將多糖聚合物溶解于N-甲基吡咯烷酮中，在60～100℃水浴中持續攪拌2～6h形成溶膠；然后將氧化還原電對碘鹽與碘單質加入所述溶膠中，繼續持續攪拌2～6h，得到均勻分散的聚合物電解質凝膠，再加入磁性納米顆粒進行攪拌直至混合均勻，得到多糖聚合物基電解質；最后將所得的多糖聚合物基電解質滴加在所述量子點-染料共敏化光陽極上，70～90℃下烘烤至形成粘稠狀電解質層，覆蓋對電極并固定，65～75℃下烘烤2～3h，即完成共敏化電池器件的制備。

5.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述多糖聚合物選自纖維素或瓊脂糖；所述碘鹽為LiI或KI；所述磁性納米粒子為納米NiO、納米Fe₃O₄或納米Co₃O₄。

6.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述氧化還原電對中碘鹽與I₂的摩爾比為(5:1)～(15:1)，所述氧化還原電對加入量為多糖聚合物質量的10wt.％～50wt.％；所述磁性納米粒子的加入量為多糖聚合物質量的1wt.％～5wt.％。