[發明專利]稀土絡合物摻雜二氧化硅微球溶液和改性太陽能電池的制備方法

有效

• 申請號: 201711418665.4
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108091767B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 王薇;李磊;唐建國;王瑤;黃林軍;沈文飛;劉繼憲;焦吉慶;王彥欣;王久興;杜中林;王世超;李國鵬;李付霞
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: H01L51/48
• 分類號: H01L51/48;H01L51/42
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司 37101
• 代理人: 紀麗麗

本發明公開了一種稀土絡合物摻雜二氧化硅微球溶液和改性太陽能電池的制備方法，稀土絡合物摻雜二氧化硅微球溶液的制備方法包括以下步驟：（1）將兩種有機共軛小分子分別作為第一配體和第二配體，第一配體和第二配體與稀土氯化物溶液混合反應，得到稀土絡合物溶液；（2）在稀土絡合物溶液中滴加硅酸酯進行反應，得到稀土絡合物摻雜二氧化硅微球溶液。改性太陽能電池的制備方法包括將稀土絡合物摻雜二氧化硅微球溶液旋涂在太陽能電池的PET基底上，制備成具有稀土絡合物摻雜二氧化硅微球的改性太陽能電池。利用稀土絡合物的熒光特性以及二氧化硅增加散射的特點增大太陽能電池的光吸收強度，提高太陽能電池的光電轉化效率。

技術領域

本發明涉及雜化材料技術和太陽能電池制備技術的交叉領域，特別涉及一種稀土絡合物摻雜二氧化硅微球溶液和改性太陽能電池的制備方法。

背景技術

作為一種具有優異且獨特的光、電、磁性能的材料，稀土材料具有十分重要的應用價值。其獨特的電子層結構，是一般材料所無法比擬的。而其熒光強度高、發光范圍窄的優勢使得稀土在發光領域擁有者無可比擬的天然優勢。由此，稀土材料被廣泛應用于照明、顯示和檢測三大領域，伴隨著稀土材料技術的日臻成熟，與稀土有關的工業生產和消費市場規模日益龐大。稀土化合物功能和應用技術的研究是21世紀材料發展的重要課題。發光是稀土化合物最突出的優勢功能，稀土發光材料是稀土材料研究重要的發展方向。

而隨著人類世界的不斷發展，能源問題成為制約人類發展的一個主要因素。如何合理的利用自然資源成為一個亟待解決的問題。太陽能是取之不盡、用之不竭的清潔能源，在化石能源日益枯竭、環境污染日益嚴重的今天，將太陽能轉化為電能被視為是一個可以實現人類可持續發展的一條出路。而其中以無機半導體材料作為核心的太陽能電池發展迅速，占據了90%左右的太陽能電池市場，但由于其生產工藝復雜、成本高、制作耗能高等不足，制約了其大規模的使用和發展。而對于太陽能電池而言，則其制備工藝簡單、成本較低、可彎曲度高，成為了新能源發展的又一熱點。

對于太陽能電池而言，合成工藝簡單，成本較低，與柔性聚合物基底結合生產可以獲得柔性較高使得其應用領域更加廣泛，但其穩定性差，容易老化，光電轉換效率低下成為阻礙其大規模生產與應用的一個巨大障礙。改善太陽能電池穩定性，提高光電轉化效率成為研究太陽能電池的關鍵。

稀土絡合物特殊的光學性能則為解決這一關鍵問題提供了一條可行的解決方法，由于稀土自身獨特的熒光特性，可以將原來太陽能電池活性層利用不到的如紫外區波長范圍的光轉換成稀土可吸收波長的光，可以在不增加太陽能電池光活性層厚度的情況下增加光吸收，從而增加太陽能電池的光電轉化效率。目前，如何利用稀土絡合物的熒光性能來提高太陽能電池的光電轉化效率具有重要的研究價值，也為稀土絡合物的應用開拓了新領域。

發明內容

本發明的目的在于改善太陽能電池效率低的缺點，通過將具有熒光特性的稀土絡合物摻雜二氧化硅微球溶液旋涂在太陽能電池的PET基底上，利用稀土絡合物的熒光特性以及二氧化硅增加散射的特點增大太陽能電池的光吸收強度，提高太陽能電池的光電轉化效率。

為此，本發明提供了一種稀土絡合物摻雜二氧化硅微球溶液的制備方法，所述方法包括以下步驟：

（1）將兩種有機共軛小分子分別作為第一配體和第二配體，所述第一配體和所述第二配體與稀土氯化物溶液混合反應，得到稀土絡合物溶液；

（2）在所述稀土絡合物溶液中滴加硅酸酯進行反應，得到稀土絡合物摻雜二氧化硅微球溶液。

本發明還提供了一種改性太陽能電池的制備方法，將所述的稀土絡合物摻雜二氧化硅微球溶液旋涂在太陽能電池的PET基底上，制備成具有稀土絡合物摻雜二氧化硅微球的改性太陽能電池。