[發明專利]復合膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201711347111.X
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN109935691B
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 程陸玲;楊一行
• 申請（專利權）人: TCL科技集團股份有限公司
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/48
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 李艷麗

本發明提供了一種復合膜，包括依次層疊設置的第一富勒烯層、金屬氧化物層、第二富勒烯層、量子點層和第三富勒烯層，第一富勒烯層、所述第二富勒烯層、第三富勒烯層的材料均為富勒烯，金屬氧化物層的材料為金屬氧化物納米顆粒，量子點層的材料為量子點，且第一富勒烯層和金屬氧化物層、金屬氧化物層和第二富勒烯層、第二富勒烯層和量子點層、量子點層和第三富勒烯層均通過硅烷偶聯劑修飾層交聯結合，形成由交聯體組成的交聯界面，交聯體的通式為M@(NH?R?SiO₃)_nC_m或M@(SH?R?SiO₃)_nC_m，其中，@表示交聯結合，M為金屬氧化物中的金屬或量子點中的金屬，C_m為富勒烯，R選自烴基或烴基衍生物，n＜m。

技術領域

本發明屬于復合膜技術領域，尤其涉及一種復合膜及其制備方法和應用。

背景技術

太陽能電池是很有前景的可再生能源，有望解決日益加劇的能源危機。量子點太陽能電池屬于第三代太陽電池，優異的特性使其保持器件性能的同時能大幅降低太陽能電池的制造成本，因而已成為當前的前沿和熱點課題之一。

相比于體相材料，量子點具有帶隙可調的特性，通過調節帶隙能夠改善量子點的光吸收，改善激發光的能量也能夠使量子點產生較多的電荷載流子。然而針對量子點太陽能電池，一個較大的問題就是如何通過一種有效的方式將量子點產生的電荷載流子快速的轉移到電極端。現有的技術主要是利用量子點與帶隙較大氧化物半導體材料(TiO₂、ZnO、SnO₂)復合，受激發的量子點產生的激子電荷轉移到電荷較少的氧化物納米顆粒的導帶當中進行傳輸，實現電荷的轉移。然而在量子點與氧化物的界面處，由于界面存在較多的缺陷能級，會對量子點內部的光電荷轉移產生阻礙效應，量子點與金屬電極之間的光電荷轉移同樣存在界面勢壘的問題，因此現有技術有待改進。

發明內容

本發明的目的在于提供一種復合膜及其制備方法，旨在解決現有量子點太陽能電池中，量子點與氧化物的界面處存在缺陷能級會對量子點內部的光電荷轉移產生阻礙效應，以及量子點與金屬電極之間存在界面勢壘的問題。

本發明的另一目的在于提供一種含上述復合膜的量子點光伏電池。

為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

一種復合膜，包括依次層疊設置的第一富勒烯層、金屬氧化物層、第二富勒烯層、量子點層和第三富勒烯層，所述第一富勒烯層、所述第二富勒烯層、所述第三富勒烯層的材料均為富勒烯，所述金屬氧化物層的材料為金屬氧化物納米顆粒，所述量子點層的材料為量子點，且所述第一富勒烯層和所述金屬氧化物層、所述金屬氧化物層和所述第二富勒烯層、所述第二富勒烯層和所述量子點層、所述量子點層和所述第三富勒烯層均通過硅烷偶聯劑修飾層交聯結合，形成由交聯體組成的交聯界面，所述交聯體的通式為M@(NH-R-SiO₃)_nC_m或M@(SH-R-SiO₃)_nC_m，其中，@表示交聯結合，M為所述金屬氧化物中的金屬或所述量子點中的金屬，C_m為富勒烯，R選自烴基或烴基衍生物，n＜m。

相應的，一種復合膜的制備方法，包括以下步驟：

提供富勒醇、硅烷偶聯劑、金屬氧化物納米顆粒溶液和量子點溶液，將所述富勒醇與硅烷偶聯劑混合后脫水，制備得到硅烷偶聯劑修飾的富勒烯，其中，所述金屬氧化物納米顆粒溶液、所述量子點溶液呈堿性，所述硅烷偶聯劑修飾的富勒烯的通式為(NH₂-R-SiO₃)_nC_m或(SH₂-R-SiO₃)_nC_m；