[发明专利]一种表面钝化CdSeTe量子点敏化太阳能电池的制备方法

说明书

本发明公开了一种表面钝化CdSeTe量子点敏化太阳能电池的制备方法，采用油相法制备CdSeTe量子点，使用OM表面钝化CdSeTe量子点，通过连续离子层吸附与反应法在量子点敏化光阳极表面沉积CdS钝化膜，将CuS对电极和量子点敏化光阳极组装成三明治结构，并且在中间注入电解液，制备成量子点敏化太阳能电池。选用吸收范围能够进入近红外光区的三元量子点作为光电敏化剂，并选用修饰剂OM对量子点表面进行钝化处理，改善量子点表面缺陷，降低界面电荷复合，从而提高量子点太阳能电池的光电转化效率。

技术领域

本发明属于太阳能电池领域，具体是一种表面钝化CdSeTe量子点敏化太阳能电池的制备方法。

背景技术

能源与环境是当今世界发展面临的两大问题，也是人类社会继续生存和发展所面临的重大挑战。因此寻找和开发新能源是当前各国所必须开展的重大课题。太阳能由于其取之不尽用之不竭、绿色无污染的特点，成为众多学者研究的重点。在染料敏化太阳能电池(Dye sensitized solar cells，DSSCs)基础上发展来的量子点敏化太阳能电池(Quantumdots sensitized solar cells，QDSCCs)作为新型的第三代太阳能电池受到学者们的广泛关注。量子点不仅种类繁多，稳定性好，寿命长，制造成本低，作为光敏化剂，同时具有许多特殊的性质：(1)量子点的吸收光谱较宽且连续分布、发射光谱峰窄且对称，因此用一个波长的光可以同时激发不同波长的荧光量子点；(2)量子点具有组分和尺寸可调的特点，可以使得一个激发光源激发不同种类和尺寸的量子点；(3)量子点具有多重激子效应，一个光子可以使一个或者多个电子接受能量摆脱束缚，成为激子。这一优势使得量子点敏化太阳能电池具有其他类型太阳能电池无法比拟的优点。

量子点的带隙决定了光吸收范围，基于量子尺寸效应，量子点的带隙可以通过调节组分或者改变量子点的粒径大小来调控。为了充分利用近红外光区的太阳光能量，一些学者尝试挑选吸收范围更大的量子点，例如Cai等人(Cai C,Zhai L,Ma Y,etal.Synthesis of AgInS₂ quantum dots with tunable photoluminescence forsensitized solar cells[J].Journal of Power Sources,2017,341:11-18)通过调整量子点AgInS₂的元素比例，将吸收范围从520nm提高到720nm，光电转化效率从1.18％提高到了2.91％。另外，量子点表面缺陷产生的电荷复合严重影响了量子点敏化太阳能电池的光电转化效率，人们尝试使用巯基偶联量子点进行表面修饰，其原理是利用量子点表面的金属离子与巯基之间存在的较强作用力形成络合物，改善量子点表面的缺陷。但是目前通过巯基修饰的方法大多采用巯基乙酸(TGA)、巯基丙酸(MPA)、L-半胱氨酸等只有一个巯基官能团的配体进行偶联，同时由于修饰剂本身易分解，生成的产物稳定性较差(张梦亚,高兵,柳翠,et al.L-半胱氨酸修饰CdTe与CdTe/CdS量子点的水相合成与表征[J].稀有金属材料与工程,2016(s1):554-559)。

为了提高量子点对太阳光能量的利用，抑制电荷复合，降低表面缺陷，有必要寻找一种吸收范围能够进入近红外光区的量子点作为光电敏化剂，并选用钝化剂对量子点进行表面修饰，从而提高量子点表面性能，提高量子点敏化太阳能电池的光电转化性能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种表面钝化CdSeTe量子点敏化太阳能电池的制备方法。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种表面钝化CdSeTe量子点敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(1)CdSeTe量子点的制备：采用油相法制备CdSeTe量子点粉末；