[發明專利]一種稀土摻雜無機鈣鈦礦量子點復合硅太陽能電池及其制備方法

在審

• 申請號: 201711245522.8
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN107887466A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 宋宏偉;周東磊;潘根才;徐文
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: H01L31/048
• 分類號: H01L31/048;H01L31/18;H01L51/42
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司22201
• 代理人: 劉世純,王恩遠

1.一種稀土摻雜無機鈣鈦礦量子點復合硅太陽能電池，其特征在于：由硅太陽能電池板和在硅太陽能電池板受光面上旋涂或沉積的稀土離子摻雜無機鈣鈦礦量子點薄膜組成；其中，稀土離子為Yb³⁺、Ce³⁺、Sm³⁺、Tb³⁺、Eu³⁺、Dy³⁺、Nd³⁺、Gd³⁺、Er³⁺中的一種以上，無機鈣鈦礦量子點為CsPbCl_x1Br_y1I_z1或Cs₂SnCl_x2Br_y2I_z2，0≤x1、y1、z1≤3，且x1+y1+z1＝3；0≤x2、y2、z2≤6，且x+y+z＝6。

2.如權利要求1所述的一種稀土摻雜無機鈣鈦礦量子點復合硅太陽能電池，其特征在于：在鈣鈦礦量子點中稀土離子摻雜的摩爾比例為1～10％。

3.如權利要求1所述的一種稀土摻雜無機鈣鈦礦量子點復合硅太陽能電池，其特征在于：稀土離子摻雜無機鈣鈦礦量子點薄膜的厚度為110～2000nm。

4.權利要求1所述的一種稀土摻雜無機鈣鈦礦量子點復合硅太陽能電池的制備方法，其步驟如下：

(1)稀土摻雜無機鈣鈦礦量子點的制備

稱量0.05～0.25克碘化鉛、溴化鉛、氯化鉛、氯化錫或溴化錫中的一種或多種，向其中加入0.05～0.25克六水合稀土氯化物、10～20毫升十八烯、1.5～3.0毫升油酸和1.5～3.0毫升油胺，在惰性氣體保護下加熱到110～150攝氏度反應1～3小時；然后升溫到180～220攝氏度，注入0.5～3.0毫升銫前驅體，反應10～30秒，再迅速冷卻到室溫，8000～12000轉/分鐘離心，將離心產物溶解到環己烷或甲苯有機溶劑中，得到尺寸為6nm～10nm的稀土摻雜無機鈣鈦礦量子點；

(2)制備稀土摻雜無機鈣鈦礦量子點復合硅太陽能電池

將步驟(1)得到的稀土摻雜無機鈣鈦礦量子點溶解到有機溶劑中，濃度為2～20mmol/L；然后將硅太陽能電池板垂直放入到該稀土摻雜無機鈣鈦礦量子點溶液中，在30～50攝氏度條件下烘干，直至液體揮發干凈，在硅太陽能電池受光面得到無機鈣鈦礦量子點薄膜，從而制備得到稀土摻雜無機鈣鈦礦量子點復合硅太陽能電池。

5.如權利要求4所述的一種稀土摻雜無機鈣鈦礦量子點復合硅太陽能電池的制備方法，其特征在于：步驟(1)中所述的六水合稀土氯化物為YbCl₃·6H₂O、CeCl₃·6H₂O、SmCl₃·6H₂O、TbCl₃·6H₂O、EuCl₃·6H₂O、DyCl₃·6H₂O、NdCl₃·6H₂O、GdCl₃·6H₂O、ErCl₃·6H₂O中的一種或多種。

6.如權利要求4所述的一種稀土摻雜無機鈣鈦礦量子點復合硅太陽能電池的制備方法，其特征在于：步驟(1)中所述的銫前驅體的制備是稱量0.5～1.5克碳酸銫，加入20～40毫升十八烯、1.5～3.0毫升油酸，然后在惰性氣體保護下加熱到180～220攝氏度，直到粉末完全溶解；再在惰性氣體保護下降溫到110～140攝氏度，得到銫前驅體。