[0015] 優(yōu)選的,在執(zhí)行所述步驟(1)之前,所述方法還包括: 對(duì)所述鍛有透明導(dǎo)電層的玻璃基底表面分別用去離子水、丙酬與酒精進(jìn)行超聲清洗, 然后用氮?dú)獯蹈伞?br>[0016] 優(yōu)選的,所述透明導(dǎo)電層為FTO或?yàn)镮T0,所述金屬氧化物半導(dǎo)體為Ti化、ZnO、 Nb2〇5、Sn〇2中的其中一種。
[0017] 優(yōu)選的,所述P型量子點(diǎn)納米粉末為PbS、SnS、CuInS2、Sb2S3、Bi2S3、SnSe、饑Se或 化InSe2的量子點(diǎn)納米粉末。
[0018] 利用本發(fā)明制備的V形梯度變換的巧鐵礦包裹量子點(diǎn)的核殼結(jié)構(gòu)作為吸收層的巧 鐵礦太陽(yáng)能電池與同等條件下吸收層采用巧鐵礦層和量子點(diǎn)層相疊合的太陽(yáng)能電池對(duì)比 如下:
本申請(qǐng)實(shí)施例中的上述一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案,至少具有如下一種或多種技術(shù)效果: 1、由于本方案中采用尺寸大小呈V形梯度分布的巧鐵礦包裹量子點(diǎn)的核殼結(jié)構(gòu)層,獲 得吸收層材料能帶也成V形梯度分布,不僅分波長(zhǎng)范圍吸收,提高電池對(duì)太陽(yáng)光譜的吸收效 率,而且在光陽(yáng)極、光陰極和陰極電極界面之間獲得合適的分離電勢(shì),提高光生電子和空穴 的分離,提高電池對(duì)太陽(yáng)光譜的吸收效率,降低復(fù)合,提高轉(zhuǎn)化效率。
[0019] 2、由于本方案中制備的巧鐵礦太陽(yáng)能電池的的吸光層采用巧鐵礦包裹量子點(diǎn)的 核殼結(jié)構(gòu),巧鐵礦與量子點(diǎn)充分接觸,進(jìn)而提高了量子點(diǎn)與巧鐵礦結(jié)構(gòu)層的接觸面積,并且 利用了巧鐵礦可W作為空穴傳輸層的優(yōu)勢(shì),提高光空穴分離的效率,從而提高電池的光電 轉(zhuǎn)換效率。
[0020] 3、本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單可控,適合大面積生產(chǎn),生產(chǎn)成本較低,具有市場(chǎng)應(yīng)用價(jià) 值。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例中一種量子點(diǎn)尺寸梯度變化的巧鐵礦型太陽(yáng)能電池及制備方 法。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 通過【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明,但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明的范 圍僅限于W下的實(shí)例。在不脫離本發(fā)明上述方法思想的情況下,根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí) 和慣用手段做出的各種替換或變更,均應(yīng)包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0023] 實(shí)施例一 本實(shí)施例包括W下步驟: (1)制備T i化致密電子傳輸層 首先,清洗透明FTO玻璃。將尺寸為2.0 X 2. Ocm的FTO玻璃先用洗涂劑除去表面油污和 顆粒污染物,接著用去離子水、丙酬與酒精進(jìn)行分別超聲清洗15min,然后用氮?dú)獯蹈商?理,去除FTO玻璃表面殘留有機(jī)物。
[0024] 接著,采用脈沖激光鍛膜法制備Ti化致密電子傳輸層,將FTO玻璃基底放置于真空 室中,基底與祀面之間的距離為3 cm,在純度為99.995%?上氣氣氣氛條件下,控制工作氣 壓為5-10 Pa,脈沖能量密度2.5J/cm2,重復(fù)頻率設(shè)置為5 Hz,沉積10-30min后取出,放入氣 氛退火爐中經(jīng)300-500°C,10化氣條件下0.化-化退火后,在FTO上獲得致密Ti化電子傳輸 層。
[00巧](2)制備復(fù)合吸光層 首先,準(zhǔn)備4類化S量子點(diǎn)納米粉末,平均尺寸為3.5 nm的A類量子點(diǎn)納米粉末,平均尺 寸為7nm的B類量子點(diǎn)納米粉末,平均尺寸為15 nm的C類量子點(diǎn)納米粉末,尺寸為30 nm為 D類量子點(diǎn)納米粉末。
[00%]接著,準(zhǔn)備4個(gè)相同的燒瓶標(biāo)號(hào)分別標(biāo)號(hào)1,2,3,4,將5gS下基氧化麟放入每個(gè)燒 瓶中,在真空下加熱至100 °C,保溫0.化后,冷卻至60 °C。
[0027] 將準(zhǔn)備的4類尺寸大小的P型量子點(diǎn)納米粉末各0.1 g,分別超聲分散于甲苯溶液 中,獲得4份量子點(diǎn)甲苯混合液,接著,將所述的4份量子點(diǎn)甲苯混合液逐滴加入對(duì)應(yīng)的所述 4個(gè)燒瓶中,例如A類粉末加入標(biāo)號(hào)為1的燒瓶中,加熱到135°C,用真空累將甲苯抽離待用; 然后,將化12與邸3畑3l按摩爾比1:1溶于N-N二甲基甲酯胺中,獲得0.5摩爾濃度前驅(qū)溶 液,將該前驅(qū)溶液分別逐滴加入所述4個(gè)燒瓶中,超聲分散1.化至混合均勻待用。
[0028] 接著,將上述步驟獲得的4種不同尺寸量子點(diǎn)滲雜的巧鐵礦前驅(qū)溶液WlOOO轉(zhuǎn)/分 鐘旋涂覆蓋在Ti化致密電子傳輸層上,旋涂的順序?yàn)锳A Ibb Idd Icc Ibb |AA,AA表示A層 懸涂二次,BB表示B層懸涂?jī)纱?,依次類推,?dāng)然,本領(lǐng)域技術(shù)人員可W根據(jù)需要增加或減少 不同尺寸量子點(diǎn)層涂覆次數(shù),最終形成量子點(diǎn)尺寸在吸收層厚度方向從小變大再變小的梯 度變化,形成V形形態(tài)分布。在實(shí)施過程中,需要等前一層旋涂液自然干燥后,馬上旋涂后一 層直至全部完成。
[0029] 將旋涂成膜后的樣品,經(jīng)70°C加熱IOmin后,獲得覆蓋層平均厚度為1500皿的有機(jī) 無機(jī)雜化物C出N出Pbl3巧鐵礦相/PbS量子點(diǎn)復(fù)合吸光層。
[0030] (3)制備金屬電極層 利用真空熱蒸鍛法,控制蒸鍛氣壓為5.OX ICT4Pa,在復(fù)合吸光層表面蒸鍛一層厚度 50nm的Au對(duì)電極。
[0031] 如圖1所示,實(shí)施例一中制備的巧鐵礦太陽(yáng)能電池包括:透明導(dǎo)電基底1、致密電子 傳輸層2,復(fù)合吸光層3和金屬電極層4組成,其中,復(fù)合吸光層3是由巧鐵礦5包裹P型半導(dǎo) 體量子點(diǎn)6的核殼結(jié)構(gòu)組成,復(fù)合吸光層由AA Ibb Idd Icc Ibb IAA順序構(gòu)成。
[0032] 在AMl.SaOOmW ? cm光照下得到電池的短路電流密度為18.7mA ? cnf2,開路電 壓為0.88V,填充因子為0.55,光電轉(zhuǎn)換效率為9.05%。
[00削實(shí)施例二 本實(shí)施例包括W下步驟: (1)制備T i化致密電子傳輸層 首先,清洗透明FTO玻璃。將尺寸為2.0 X 2. Ocm的FTO玻璃先用洗涂劑除去表面油污和 顆粒污染物,接著用去離子水、丙酬與酒精進(jìn)行分別超聲清洗15min,然后用氮?dú)獯蹈商?理,去除FTO玻璃表面殘留有機(jī)物。
[0034]接著,采用脈沖激光鍛膜法制備Ti化致密電子傳輸層,將FTO玻璃基底放置于真空 室中,基底與祀面之間的距離為3 cm,在純度為99.995%?上氣氣氣氛條件下,控制工作氣 壓為5-10 Pa,脈沖能量密度2.5J/cm2,重復(fù)頻率設(shè)置為5 Hz,沉積10-30min后取出,放入氣 氛退火爐中經(jīng)300-500°C,10化氣條件下0.化-化退火后,在FTO上獲得致密Ti化電子傳輸 層。
[0(X3日](2)制備復(fù)合吸光層 首先,準(zhǔn)備4類化S量子點(diǎn)納米粉末,平均尺寸為3.5 nm的A類量子點(diǎn)納米粉末,平均尺 寸為7nm的B類量子點(diǎn)納米粉末,平均尺寸為15 nm的C類量子點(diǎn)納米粉末,尺寸為30 nm為 D類量子點(diǎn)納米粉末。
[0036] 接著,準(zhǔn)備4個(gè)相同的燒瓶標(biāo)號(hào)分別標(biāo)號(hào)1,2,3,4,將5gS下基氧化麟放入每個(gè)燒 瓶中,在真空下加熱至100 °C,保溫0.化后,冷卻至60 °C。
[0037] 將準(zhǔn)備的4類尺寸大小的P型量子點(diǎn)納米粉末各0.1 g,分別超聲分散于甲苯溶液 中,獲得4份量子點(diǎn)甲苯混合液,接著,將所述的4份量子點(diǎn)甲苯混合液逐滴加入對(duì)應(yīng)的所述 4個(gè)燒瓶中,例如A類粉末加入標(biāo)號(hào)為1的燒瓶中,加熱到135°C,用真空累將甲苯抽離待用; 然后,將化12與邸3畑3l按摩爾比1:1溶于N-N二甲基甲酯胺中,獲得0.5摩爾濃度前驅(qū)溶 液,將該前驅(qū)溶液分別逐滴加入所述4個(gè)燒瓶中,超聲分散1.化至混合均勻待用。
[0038] 接著,將上述步驟獲得的4種不同尺寸量子點(diǎn)滲雜的巧鐵礦前驅(qū)溶液WlOOO轉(zhuǎn)/分 鐘旋涂覆蓋在Ti化致密電子傳輸層上,ABCD個(gè)層各懸涂?jī)纱?,旋涂的順序?yàn)锳AA IBBB I孤D CCC Ibbb |AAA,AAA表示A層懸涂S次,AA表示A層懸涂?jī)纱?,依次類推,?dāng)然,本領(lǐng)域技術(shù) 人員可W根據(jù)需要增加或減少不同尺寸量子點(diǎn)層涂覆次數(shù),形成量子點(diǎn)尺寸在吸收層厚度 方向從小變大再變小的梯度變化,形成V形形態(tài)分布。在實(shí)施過程中,需要