[發明專利]一種復合量子點及其制備方法、光伏器件

在審

• 申請號: 202011173441.3
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN114426839A
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 丘潔龍
• 申請（專利權）人: TCL科技集團股份有限公司
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/66;C09K11/65;H01G9/20
• 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: 徐凱凱

本發明公開了一種復合量子點及其制備方法、光伏器件，其中，所述復合量子點包括含重金屬量子點以及包覆在含重金屬量子點表面的碳原子層。本發明中，所述碳原子層具有良好的化學穩定性、機械穩定性，可以有效阻止含重金屬量子點中的重金屬原子在光伏器件的使用、破損、廢棄過程中暴露并流入環境中，減小含重金屬量子點的環境危害。同時，所述碳原子層包覆在含重金屬量子點的外層，可以提升復合量子點的導電性。采用本發明的復合量子點作為光敏化吸收層材料，并制備光伏器件，器件內部載流子在光敏化吸收層的遷移速率快，器件內阻小，可有效地提升光伏器件的光電性能。

技術領域

本發明涉及量子點領域，尤其涉及一種復合量子點及其制備方法、光伏器件。

背景技術

量子點材料由于其獨特的光學性能，被認為在光伏發電、光電顯示、醫療監測、生物傳感器等領域有廣泛的應用，并成為研究熱點。但是，傳統的量子點材料中含有Pb、Cd等重金屬元素，具有較強的生物毒性，在使用過程中及廢棄后均存在一定的風險，這在一定程度上限制了量子點材料的發展及應用。

量子點太陽能電池是采用量子點取代傳統的有機染料作為光敏化劑的新型太陽能電池。與傳統太陽能電池相比，量子點太陽能電池具有更寬的光吸收波段，更大的光吸收系數，因此，量子點太陽能電池具有更高的光轉化效率。另外，量子點材料具有良好的光熱穩定性，在后期維護成本方面也擁有較大的優勢。

量子點太陽能電池基本結構分別包括導電玻璃基板、電子傳輸層、量子點光敏化吸收層、空穴傳輸層及金屬電極。Ⅳ-Ⅵ族量子點材料與其它半導體量子點材料相比，其激子波爾半徑較大，因此，具有更強的量子限域效應，同時，Ⅳ-Ⅵ族量子點材料具有較窄的能隙，其光吸收波段與太陽光吻合度較高。PbS量子點作為Ⅳ-Ⅵ族量子點材料最突出的代表，成為了最普遍使用的光敏化吸收層材料。盡管如此，Pb作為一種毒性較強、污染較大的重金屬元素，給環境帶來較大的壓力。因此，PbS量子點的應用受到嚴格的管制，這不利于量子點光伏產業的發展。

因此，現有技術還有待于改進。

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復合量子點及其制備方法、光伏器件，旨在解決現有含重金屬量子點材料毒性較強、污染較大的問題。

本發明的技術方案如下：

一種復合量子點，其中，包括含重金屬量子點以及包覆在含重金屬量子點表面的碳原子層。

一種復合量子點的制備方法，其中，包括步驟：

提供一種含重金屬量子點溶液；

在加熱條件下，向所述含重金屬量子點溶液中注入糖類溶液，反應后在所述含重金屬量子點表面生成碳原子層，制得所述復合量子點。

一種光伏器件，包括光敏化吸收層，其中，所述光敏化吸收層材料為本發明所述的復合量子點，或者為本發明所述制備方法制得的復合量子點。

有益效果：本發明提供的復合量子點包括含重金屬量子點以及包覆在含重金屬量子點表面的碳原子層，所述碳原子層具有良好的化學穩定性、機械穩定性，可以有效阻止含重金屬量子點中的重金屬原子在光伏器件的使用、破損、廢棄過程中暴露并流入環境中，減小含重金屬量子點的環境危害。同時，所述碳原子層包覆在含重金屬量子點的外層，可以提升復合量子點的導電性。采用本發明的復合量子點作為光敏化吸收層材料，并制備光伏器件，器件內部載流子在光敏化吸收層的遷移速率快，器件內阻小，可有效地提升光伏器件的光電性能。

附圖說明

圖1為本發明一種復合量子點的制備方法較佳實施例的流程圖。

圖2為本發明一種光伏器件的結構示意圖。

具體實施方式