[发明专利]硫化镉量子点/硅纳米孔柱太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明提供了一种硫化镉量子点/硅纳米孔柱太阳能电池及其制备方法，涉及太阳能电池技术领域，该硫化镉量子点/硅纳米孔柱太阳能电池的制备方法包括用连续离子层吸附反应法在纳米孔柱硅片表面制备Cu和In掺杂的硫化镉量子点的步骤。利用该方法能够缓解现有技术的硫化镉/硅太阳能电池转换效率低的技术问题，达到提高太阳能电池的转换效率。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其是涉及一种硫化镉量子点/硅纳米孔柱太阳能电池及其制备方法。

背景技术

太阳能作为一种可再生能源，具有清洁、丰富、安全等诸多优点。对太阳能的合理开发和利用，很可能会在解决能源危机、遏制气候恶化和维持人类社会可持续发展等关键进程中起重要作用。然而目前市场上以技术成熟的硅基太阳能电池为主的光伏器件往往存在光电转换效率较低、制造成本较高等缺点，使其成为能源的主要组成部分仍有很大的难度。如何能显著提高太阳能电池的光转换效率，是一个富有挑战的科学和技术问题，也具有重要的意义。随着纳米技术的日新月异，各种新结构、新模型被广泛应用于太阳能电池，在降低电池生产成本的同时也显著提高电池的光电转换效率，为低成本高效率太阳能电池的制备提供一种新的途径。

目前，新型太阳能电池主要向着薄膜化、叠层化以及新型太阳能电池等方向发展。如将一维纳米材料用于太阳能电池，可以显著的增加光生载流子的扩散长度，降低载流子湮灭几率,从而极大地提高光电转换效率。其中，硫化镉太阳能电池具有高转换效率，高耐热性及强抗辐射能力等优点，成为新型太阳能电池的重要研究方向。

目前，在硅片上沉积硫化镉制备得到的太阳能电池，由于硫化镉的电阻率较高，电子迁移过程中的损耗较高，因此，制备得到的太阳能电池的输出功率比较低。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种硫化镉量子点/硅纳米孔柱太阳能电池的制备方法，以缓解现有技术的硫化镉/硅太阳能电池转换效率低的技术问题。

本发明的第二目的在于提供一种硫化镉量子点/硅纳米孔柱太阳能电池，该太阳能电池具有较高的转换效率。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种硫化镉量子点/硅纳米孔柱太阳能电池的制备方法，包括用连续离子层吸附反应法在纳米孔柱硅片表面制备Cu和In掺杂的硫化镉量子点的步骤。

进一步的，先用连续离子层吸附反应法在纳米孔柱硅片表面制备In掺杂的硫化镉量子点，然后再次利用连续离子层吸附反应法在制备得到In掺杂的硫化镉量子点的纳米孔柱硅片表面制备Cu掺杂的硫化镉量子点。

进一步的，制备Cu和In掺杂的硫化镉量子点的方法包括以下步骤：

步骤a)：将铟源与镉源溶于第一溶剂中形成前驱液A，其中铟元素与镉元素的摩尔比为1:(8-13)；将铜源与镉源溶于第二溶剂中形成前驱液B，其中，铜元素与镉元素的摩尔比为1:(95-105)；将硫化铵溶于第三溶剂中形成阴离子前驱液；

步骤b)：先将纳米孔柱硅片置于前驱液A中浸渍4-6min，然后清洗干燥后置于阴离子前驱液中浸渍4-6min，之后再清洗干燥；该步骤循环重复进行3-6次；

步骤c)：将经过步骤b)处理后的纳米孔柱硅片置于前驱液B中浸渍4-6min，然后清洗干燥后置于阴离子前驱液中浸渍4-6min，之后再清洗干燥；该步骤循环重复进行3-6次，即在纳米孔柱硅片表面制备得到Cu和In掺杂的硫化镉量子点；

步骤d)：依次采用稀盐酸和饱和氢氧化钠溶液对生长有Cu和In共掺杂的硫化镉量子点的纳米孔柱硅片的任意一侧表面进行腐蚀清洗，直至去除Cu和In掺杂的硫化镉量子点。

进一步的，所述前驱液A的浓度为0.07-0.13mol/L；