[发明专利]全无机氧化物高效量子点太阳电池及其制作方法

权利要求书

1.一种全无机氧化物高效量子点太阳电池，由PbSe/CdSe核壳量子点薄膜、NiO薄膜和ZnO纳米薄膜以及阳极和阴极组成，其特征在于，所述NiO薄膜(3)作为空穴的收集层，其禁带宽度依赖于薄膜厚度因素，最高被占用分子轨道在5.4eV附近；所述ZnO纳米薄膜(5)作为电子的收集层，其禁带宽度依赖于ZnO纳米晶合成尺寸因素，最低未占据分子轨道在4.3eV附近，PbSe/CdSe核壳量子点薄膜(4)与ZnO纳米薄膜(5)界面构成异质结，形成的电势差有助于光生电子从PbSe/CdSe核壳量子点薄膜(4)迁移进入氧化物电子收集层，PbSe/CdSe核壳量子点薄膜(4)与NiO薄膜(3)界面构成异质结，有助于光生空穴从PbSe/CdSe核壳量子点薄膜(4)迁移进入氧化物空穴收集层；所述阳极为ITO电极(2)，所述阴极为Ag电极(6)。

2.如权利要求1所述的一种全无机氧化物高效量子点太阳电池的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、NiO薄膜(3)的制备

在太阳电池制作前，将带有60nm ITO电极(2)的玻璃衬底(1)用超声净洗后，分别置于清洗液、去离子水、丙酮和异丙醇中清洗2次，每次15分钟；在150℃下烘烤10分钟后，进行紫外线处理；然后，使用射频磁控溅射仪在ITO电极(2)表面生长20nm NiO薄膜(3)作为空穴收集层，其生长条件为：生长速率氧氩比2∶100、压强6毫托、射频功率200W；

步骤二、PbSe/CdSe核壳量子点的合成与薄膜制备

PbSe量子点合成：将0.892g PbO、2.26g油酸和12.848g十八烯放入三口瓶中，在氮气环境中，将其加热到170℃，迅速注入质量比为10％的6.4g Se/三丁基膦溶液，反应溶液温度迅速降至148℃，生长3分钟后，使用甲苯溶液扑灭反应，并纯化获得PbSe量子点；

PbSe/CdSe核壳量子点的合成：将环己烷丁酸镉溶入油胺，制备成0.04mol/L镉注射溶液；将Se粉溶入十八烯中，制备成0.04mol/L Se注射溶液；将上面合成的1.01×10^-4mmolPbSe量子点溶解在5mL正己烷中，连同1.5g十八胺和5.0g十八烯加入到三口瓶中，在室温下用抽真空的方法去除正己烷，随后将溶液加热到120℃，分别注入镉注射溶液和Se注射溶液，最终制备出空气稳定的PbSe/CdSe核壳量子点；

薄膜制备：经清洗后，将PbSe/CdSe核壳量子点分散在氯仿溶液中，使用匀胶机在NiO薄膜(3)上旋涂15nmPbSe/CdSe核壳量子点薄膜(4)，在80℃的烤盘上，退火30分钟制得。

步骤三、ZnO纳米薄膜(5)的制备

将30mL 0.08mol/L的无水醋酸锌/乙醇溶液加热至沸腾，保持20分钟，然后把溶液降温至室温，注入10mL 0.5mol/L NaOH/乙醇溶液，在室温下生长约12小时，经提纯后，得到ZnO纳米晶，并分散在乙醇中，使用匀胶机在PbSe/CdSe核壳量子点薄膜(4)上旋涂25nmZnO纳米薄膜(5)，在80℃的烤盘上，退火30分钟制得。

步骤四、蒸镀电极

最后，采用热蒸镀的方法在ZnO纳米薄膜(5)上形成150nm的Ag电极(6)。