[發明專利]量子點材料、太陽電池的制備方法

在審

• 申請號: 201811496960.6
• 申請日: 2018-12-07
• 公開（公告）號: CN109456767A
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 檀滿林;付曉宇
• 申請（專利權）人: 深圳清華大學研究院
• 主分類號: C09K11/88
• 分類號: C09K11/88;B82Y20/00;B82Y40/00;H01L51/48;H01L51/46
• 代理公司: 深圳市鼎言知識產權代理有限公司 44311
• 代理人: 曾昭毅;鄭海威

一種量子點的制備方法，其包括如下步驟：提供一CdSe量子點溶液；將PbCl₂與油胺混合加熱形成一粘性溶液；往溫度為90℃～210℃的所述粘性溶液中快速加入所述CdSe量子點溶液，而后再降溫至室溫，從而形成膠體溶液；往上述膠體溶液中加入油酸混合；以及往上述加入油酸的膠體溶液中加入極性溶劑，使得PbSe量子點團聚并沉淀，而后分離。本發明還提供一種應用方法制備的量子點的太陽電池及其制備方法。

技術領域

本發明涉及一種量子點的制備方法及其應用，尤其涉及一種PbSe量子點的制備方法，及應用所述PbSe量子點的太陽電池的制備方法。

背景技術

膠體量子點(Quantum dots，QDs)具有制備成本低、光譜吸收截面大、起始吸收波長可調(通過量子尺寸效應實現)、多激子產生(Multiple exciton generation,MEG)或載波倍增導致電流增強等優異特性，是下一代高效光伏太陽電池潛在應用的首選材料之一。

目前報道的膠體量子點太陽電池大都采用PbS量子點材料，很大程度源于PbS量子點材料在環境大氣中具有較好的穩定性。與PbS相比，PbSe量子點具有更高的量子限域態，其約束能超過0.5eV，對應的帶隙能超過0.8eV。雖然PbSe量子點這種大幅度的空間約束將導致波函數產生明顯泄漏，從而增強相鄰量子點之間的電子耦合和促進電荷載體的運輸，使得由MEG產生的光電流增強效應表現顯著。但是PbSe量子點太陽電池在制造過程中需要使用惰性環境，因為PbSe量子點即使是極短時間暴露在大氣環境中也會發生降解。

針對上述問題，研究人員探索了幾種提高PbSe量子點穩定性的方法，大多數都可歸類為鈍化未配位的Pb或Se原子。其中，氯化物被成功地應用于鈍化未配位的Pb原子，從而防止或減緩PbSe量子點氧化。而為了鈍化未配位的硒離子，一般采用Cd²⁺/Cu⁺和Cu⁺/Pb²⁺兩步陽離子交換反應法在PbSe量子點表面形成一個較薄的CdSe殼層來增強量子點的穩定性。

然而，上述方法還是過于繁瑣復雜。

發明內容

鑒于上述情況，有必要提供一種工藝簡單的量子點的制備方法。

另外，還有必要提供一種應用上述方法制備的量子點的太陽電池及其制備方法。

一種量子點的制備方法，其包括如下步驟：

提供一CdSe量子點溶液；

將PbCl₂與油胺混合加熱形成一粘性溶液；

往溫度為90℃～210℃的所述粘性溶液中快速加入所述CdSe量子點溶液，而后再降溫至室溫，從而形成膠體溶液；

往上述膠體溶液中加入油酸混合；以及

往上述加入油酸的膠體溶液中加入極性溶劑，使得PbSe量子點團聚并沉淀，而后分離。

一種應用如上所述的方法制備的量子點的太陽電池的制造方法，其包括以下步驟：

在一ITO導電玻璃的一表面形成一致密的TiO₂納米顆粒薄膜；

將上述形成有TiO₂納米顆粒薄膜的ITO導電玻璃浸入分散有所述PbSe量子點的正己烷溶液中，取出并晾干后浸入溶解有1,2-乙二硫醇的乙腈溶液中后取出，如此重復多次以在所述TiO₂納米顆粒薄膜上覆蓋一PbSe量子點薄膜；以及

在所述PbSe量子點薄膜上形成一Mo₂O₃膜層，并在所述Mo₂O₃膜層上形成一鋁電極層。