[发明专利]一种CdSexTey量子点光电薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种CdSe_xTe_y量子点光电薄膜的制备方法。

背景技术

太阳能被认为是21世纪最具大规模开发潜力的新能源之一。太阳能电池是利用太阳能，直接将光能转化为电能的器件，已经被广泛地应用。量子点太阳能电池是目前最新、最尖端的太阳能电池之一，其尺度介于宏观固体与微观原子、分子之间，量子点太阳能电池将会在未来的太阳能转化中显示出巨大的发展前景。其中耗尽层异质结太阳能电池主要依靠P型的量子点与N型的高迁移率半导体材料构成P-N结提供内建电场，能快速分离电子空穴对，是一类比较有发展前景的电池结构。p型CdTe是研究较多的量子点之一，CdTe量子点既可在高温的有机体系中制备，也能于水相合成。迄今为止，用于制备CdTe量子点的含碲物质主要是碲粉和碲化铝。若使用碲粉，则首先要将单质碲转化为化合态的碲前体，然后再将碲前体注入镉前体的储备液中，过程比较烦琐。碲化铝对湿度很敏感，不易保存，用于合成水溶性CdTe量子点时，容易产生剧毒性的H₂Te气体，对实验操作人员及周围环境危害较大。在合成CdTe基础上掺杂其它元素也有报道，但也避免不了上述问题，而电化学共沉积法制备CdSe_xTe_y量子点薄膜的研究尚未见报道，该制备工艺简单、条件易控制、不产生污染且CdSe_xTe_y量子点薄膜的开路光电压也比较大，是一种较好的光电材料，有望作为太阳能光电池材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种用电化学共沉积法制备具有良好光电性能的CdSe_xTe_y量子点光电薄膜的方法，其中x=0.53～0.79，y=0.21～0.47。

本发明的具体步骤为：

    （1）称取0.4317～1.2953gCd（NO₃）₂·4H₂O于烧杯中，加入0.2689～0.8069g柠檬酸作为络合剂，加入水配成10mL络合水溶液，记为溶液A。

（2）称取0.0399～0.1197gTeO₂于烧杯中，滴加1mol/LNaOH溶液，直至TeO₂全部溶解，再加入0.0432～0.1297gNa₂SeO₃并加水配成10mL水溶液，搅拌均匀，记为溶液B。

（3）将步骤（1）所得溶液A和步骤（2）所得溶液B混合起来得溶液C；溶液C中Cd元素的物质的量为1.4～4.2mmol，Te元素的物质的量为0.25～0.75mmol，Se元素的物质的量为0.25～0.75mmol，Cd、Se、Te的摩尔比控制为5.6 : 1 : 1。

（4）将步骤（3）所得溶液C放入45～55℃水浴中，以ITO导电玻璃为阴极，铂片为阳极，在2.5～3.5V直流电压及磁力搅拌下电沉积20～40分钟，即获得CdSe_xTe_y量子点光电薄膜, 其中x=0.53～0.79，y=0.21～0.47；CdSe_xTe_y量子点光电薄膜在模拟太阳光下的开路光电压达到0.1465~0.4641V。

    本发明与其它相关技术相比，最显著的特点是电化学法制备CdSe_xTe_y量子点光电薄膜，其制备工艺简便、无污染，所得样品有较好的光电性能。

具体实施方式

实施例1：

    （1）称取1.2953gCd（NO₃）₂·4H₂O于烧杯中，加入0.8069g柠檬酸作为络合剂，再加入水配成10mL络合水溶液，记为溶液A。

（2）称取0.1197gTeO₂于烧杯中，滴加1mol/LNaOH溶液，直至TeO₂全部溶解，再加入0.1297gNa₂SeO₃和水，配成10mL水溶液，搅拌均匀，记为溶液B。

（3）将步骤（1）所得溶液A和步骤（2）所得溶液B混合起来得溶液C；溶液C中Cd元素的物质的量为4.2mmol，Te元素的物质的量为0.75mmol，Se元素的物质的量为0.75mmol， Cd、Se、Te的摩尔比控制为5.6 : 1 : 1。