[发明专利]用于量子点敏化太阳能电池的复合光阳极及制备方法

权利要求书

1.一种用于量子点敏化太阳能电池的复合光阳极的制备方法，所述复合光阳极包括附有TiO₂阻挡层的导电玻璃，在TiO₂阻挡层上，由下至上还附有TiO₂纳米晶/ZnO纳米线复合层和TiO₂纳米晶层；其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，制备TiO₂/ZnO纳米晶混合浆料；

首先将ZnO纳米晶分散于乙醇得到ZnO纳米晶胶体，再用适量乙醇稀释ZnO纳米晶胶体；然后将TiO₂纳米粉放入研钵，先加入水进行初步研磨，再将乙醇稀释过的ZnO纳米晶胶体分多次加入研钵继续研磨，形成混悬液；在超声与搅拌的条件下，依次向混悬液中加入松油醇和乙基纤维素乙醇溶液，最后70℃水浴使乙醇部分挥发，得到粘度适合丝网印刷的TiO₂/ZnO纳米晶混合浆料；

步骤2，制备多孔TiO₂/ZnO复合纳米晶膜；

采用丝网印刷技术制备，具体按照以下步骤实施：在附有TiO₂阻挡层的导电玻璃上涂覆TiO₂/ZnO纳米晶混合浆料，待浆料固化后再涂覆TiO₂纳米晶浆料，最后放入马弗炉煅烧，得到附有多孔TiO₂/ZnO复合纳米晶膜的基片；

步骤3，制备TiO₂纳米晶/ZnO纳米线复合层；

先将Zn(NO₃)₂水溶液加入六次甲基四氨水溶液，然后依次加入聚乙烯亚胺水溶液和NH₄OH水溶液，并用硝酸将溶液pH调节至9.2-9.4，得到ZnO纳米线生长溶液；再将步骤2的附有多孔TiO₂/ZnO复合纳米晶膜的导电玻璃插入生长溶液中，采用水热法生长ZnO纳米线，得到附有TiO₂纳米晶/ZnO纳米线复合膜的基片；

步骤4，制备复合光阳极；

采用SILAR法实现CdSe量子点在复合膜内的沉积，得到用于量子点敏化太阳能电池的复合光阳极。

2.根据权利要求1所述的复合光阳极的制备方法，其特征在于，步骤1所述TiO₂纳米粉、ZnO纳米晶、松油醇和乙基纤维素的质量比为1:(0.05-0.5)：4：0.5。

3.根据权利要求1所述的复合光阳极的制备方法，其特征在于，步骤2所述TiO₂/ZnO纳米晶混合浆料分2-3次涂覆，每次涂覆之后静置，等浆料流动平衡后放入烘箱中固化后再涂覆下一次。

4.根据权利要求1所述的复合光阳极的制备方法，其特征在于，步骤2所述煅烧具体为：先以3℃/min的速率从室温升到450℃，再退火30min。

5.根据权利要求1所述的复合光阳极的制备方法，其特征在于，步骤3所述生长溶液中，Zn(NO₃)₂浓度为0.025～0.05mol/L，六次甲基四氨浓度为0.0125～0.025mol/L，聚乙烯亚胺浓度为0.005mol/L，NH₄OH浓度为0.35～0.45mol/L。

6.根据权利要求1所述的复合光阳极的制备方法，其特征在于，步骤3所述水热法生长ZnO纳米线具体为：在93℃的水浴中生长5～10小时。

7.根据权利要求1所述的复合光阳极的制备方法，其特征在于，步骤4所述SILAR法具体为：将步骤3的附有TiO₂纳米晶/ZnO纳米线复合膜的基片依次浸入Se^2-溶液、去离子水、Cd²⁺溶液、另一去离子水，重复多次后烘干得到复合光阳极；其中，Se^2-溶液和Cd²⁺溶液浓度相等，附有TiO₂纳米晶/ZnO纳米线复合膜的基片在Se^2-溶液和Cd²⁺溶液中浸入的时间相同。

8.根据权利要求7所述的复合光阳极的制备方法，其特征在于，所述Se^2-溶液和Cd²⁺溶液浓度均为0.05mol/L；所述附有TiO₂纳米晶/ZnO纳米线复合膜的基片在所述Se^2-溶液和Cd²⁺溶液中浸入的时间为1min。