[發明專利]一種CsPbBr3量子點-硅基復合結構太陽能電池

在審

• 申請號: 201910207027.0
• 申請日: 2019-03-19
• 公開（公告）號: CN109950330A
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 曹蘊清;吳冬;丁聰;張紹琦;曾祥華
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/055
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 董旭東;徐素柏

1.一種CsPbBr₃量子點-硅基復合結構太陽能電池，其特征在于，包括硅基太陽能電池和涂覆于硅電池片表面的CsPbBr₃量子點薄膜，所述CsPbBr₃量子點薄膜的厚度為20～25nm。

2.根據權利要求1所述的CsPbBr₃量子點-硅基復合結構太陽能電池，其特征在于，所述CsPbBr₃量子點薄膜的CsPbBr₃膠體量子點墨水通過如下步驟制得：

（1）將Cs₂CO₃固體與油酸和十八烯混合，在真空條件加熱干燥，然后在氮氣保護下加熱至Cs₂CO₃完全反應，在氮氣保護下自然冷卻至室溫，制備銫油酸鹽前驅液；

（2）將粉末狀固體PbBr₂與十八烯混合，真空干燥后通氮氣，注入經無水硫酸鈉干燥過的油胺和油酸待PbBr₂完全溶解后升溫并快速注入步驟1制得的銫油酸鹽前驅液，進行反應，然后用冰水浴冷卻至室溫，制得CsPbBr₃膠體量子點溶液；

（3）將步驟（2）制得的CsPbBr₃膠體量子點溶液于離心分離機中以18000～20000r/min轉速離心沉淀，去除上層清液，取沉淀層加入有機溶劑，重新溶解得到濃度為1.5～2.5 mg/mL的CsPbBr₃膠體量子點墨水。

3.根據權利要求1所述的CsPbBr₃量子點-硅基復合結構太陽能電池，其特征在于，所述CsPbBr₃量子點薄膜通過旋涂機旋涂。

4.根據權利要求2所述的CsPbBr₃量子點-硅基復合結構太陽能電池，其特征在于，所述步驟（1）中Cs₂CO₃與油酸的物質的量之比為1:（2～3）；所述Cs₂CO₃在混合溶液中的物質的量濃度為0.07～0.08mol/L。

5.根據權利要求2所述的CsPbBr₃量子點-硅基復合結構太陽能電池，其特征在于，所述步驟（1）中真空加熱干燥溫度為110～120℃，干燥時間為1小時；氮氣保護下加熱反應的溫度145～155℃，反應時間為30分鐘。

6.根據權利要求2所述的CsPbBr₃量子點-硅基復合結構太陽能電池，其特征在于，所述步驟（2）中，PbBr₂在混合溶液中的物質的量濃度為0.02～0.03mol/L；所述油胺和油酸的體積百分含量均為7%~10%；加入銫油酸鹽前驅液的體積百分比為5%～8%。

7.根據權利要求2所述的CsPbBr₃量子點-硅基復合結構太陽能電池，其特征在于，所述步驟（2）中注入銫油酸鹽前驅液之前，將混合液預熱至90～100℃。

8.根據權利要求2所述的CsPbBr₃量子點-硅基復合結構太陽能電池，其特征在于，所述步驟（2）中，PbBr₂與十八烯混合后，真空干燥過程中的干燥溫度為110～120℃，時間為1小時；注入前驅液后反應溫度為170～180℃，反應時間為1～2分鐘。

9.根據權利要求2所述的CsPbBr₃量子點-硅基復合結構太陽能電池，其特征在于，所述步驟（3）中有機溶劑為無水甲苯或正己烷。

10. 根據權利要求3所述的CsPbBr₃量子點-硅基復合結構太陽能電池，其特征在于，旋涂CsPbBr₃量子點薄膜過程中，按1cm*1cm的硅片襯底配10～12μL的用量配置濃度為1.5～2.5 mg/mL的CsPbBr₃膠體量子點墨水，旋涂過程依次包括低速段和高速段，所述低速段的轉速為1000r/ min，時間為10s；所述高速段的轉速為3000r/min，時間為60s，旋涂薄膜厚度為20～25nm。