[發明專利]一種納米顆粒及其制備方法與太陽能電池

在審

• 申請號: 201711352579.8
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN109929540A
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 程陸玲;楊一行
• 申請（專利權）人: TCL集團股份有限公司
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/88;B82Y40/00;H01L31/0352
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

本發明公開一種納米顆粒及其制備方法與太陽能電池，方法包括提供油溶性量子點；采用硅烷偶聯劑對油溶性量子點進行表面修飾，得到硅烷偶聯劑修飾的量子點，所述硅烷偶聯劑的通式為YSiX₃，其中X為烷氧基，Y為非水解基團，Y中碳鏈末端含有胺基取代基或巰基取代基；將硅烷偶聯劑修飾的量子點與富勒醇混合，使硅烷偶聯劑修飾的量子點與富勒醇之間發生交聯反應，制備得到所述納米顆粒。本發明將制備得到的所述納米顆粒制備成太陽能電池的光吸收層，不僅可以節省原料，降低成本，而且能夠有效改善光吸收層中的光電荷轉移效率進而提高電池器件轉化效率。

技術領域

本發明涉及太陽能電池技術領域，尤其涉及一種納米顆粒及其制備方法與太陽能電池。

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，由于其優異的特性使其能夠保持器件性能的同時也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。

量子點具有獨特性質，例如具有帶隙可調的特性（如CdSe、PbSe、InAs等量子點），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。然而量子點太陽能電池面臨的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被轉移到電極端。現有技術主要是利用量子點與帶隙較大的金屬氧化物半導體材料（TiO₂、ZnO、SnO₂）進行，受激發的量子點產生的激子電荷轉移到金屬氧化物納米顆粒的導帶當中進行傳輸實現電荷的轉移。然而在量子點與金屬氧化物的界面處，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。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種納米顆粒及其制備方法與太陽能電池，旨在解決現有量子點與氧化物的界面處存在較多的缺陷，能級會對量子點內部的光電荷轉移產生阻礙效應的問題。

本發明的技術方案如下：

一種納米顆粒的制備方法，其中，包括步驟：

提供油溶性量子點；

采用硅烷偶聯劑對油溶性量子點進行表面修飾，得到硅烷偶聯劑修飾的量子點，所述硅烷偶聯劑的通式為YSiX₃，其中X為烷氧基，Y為非水解基團，Y中碳鏈末端含有胺基取代基或巰基取代基；

將硅烷偶聯劑修飾的量子點與富勒醇混合，使硅烷偶聯劑修飾的量子點與富勒醇之間發生交聯反應，制備得到所述納米顆粒。

所述的納米顆粒的制備方法，其中，所述油溶性量子點選自二元相油溶性量子點和三元相油溶性量子點中的一種。

所述的納米顆粒的制備方法，其中，所述油溶性量子點選自二元相油溶性量子點，所述二元相油溶性量子點選自CdSe、CdTe、PbSe、PbS、AgS和HgS中的一種；

或所述油溶性量子點選自三元相油溶性量子點，所述三元相油溶性量子點選自PbS/CdS、PbSe/CdSe和CdTe/CdSe中的一種。

所述的納米顆粒的制備方法，其中，所述油溶性量子點的表面含有配體，所述配體選自油酸、油胺、三辛基磷和三辛基氧磷中的一種。