[发明专利]阵列型TiO2/CdS复合电子传输层的制备及其体相异质结太阳能电池应用

权利要求书

1.一种阵列型TiO₂/CdS复合电子传输层的制备方法，其特征在于：

在导电玻璃上旋涂制备TiO₂致密层，并进一步利用水热法在TiO₂基底上生长一维CdS纳米棒，进而获得TiO₂/CdS纳米棒复合电子传输层；

所述复合电子传输层中，TiO₂致密层的厚度为20-30nm，CdS纳米棒的长度为100-500nm。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：将清洗好的导电基底放入紫外臭氧清洗机中，臭氧处理15-25min；

步骤2：配制0.1-0.2mol/L双(乙酰丙酮基)二异丙基钛酸酯的正丁醇溶液，并在室温下搅拌1-2h，形成致密层前驱体溶液；

步骤3：取40-120μL的致密层前驱体溶液并滴加到导电基底上，并以转速500-1000rpm旋涂3-6s，再以2000-3000rpm的转速旋涂30-50s；

步骤4：旋涂结束后，将样品放到加热台上退火，最后放入马弗炉中，梯度升温至450-550℃，烧结30-60min，形成TiO₂致密层；

步骤5：将Cd(NO₃)₂·4H₂O，硫脲和谷胱甘肽依次加入去离子水中，并在室温下搅拌10-20min，获得混合溶液；

步骤6：将导电玻璃/TiO₂致密层导电面朝下浸入步骤5的混合溶液中，并转移至反应釜进行水热反应；反应结束后取出，用大量清水冲洗，放入干燥箱中烘干，获得淡黄色CdS薄膜，即为TiO₂/CdS纳米棒阵列复合纳米结构。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：

步骤4中，退火温度为100-500℃，退火时间为10-20min。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：

步骤4中，梯度升温的升温速率为5-10℃/min。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：

步骤5中，所述混合溶液中Cd(NO₃)₂·4H₂O的浓度为0.005-0.015M，硫脲的浓度为0.02-0.04M，谷胱甘肽的浓度为0.003-0.012M。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：

步骤6中，水热反应的温度为180-220℃，反应时间为50-150min。

7.根据权利要求1-6所述任一项制备方法制备获得的TiO₂/CdS纳米棒复合电子传输层的应用，其特征在于：

以所述阵列型TiO₂/CdS复合纳米结构作为电子传输层构筑体相异质结太阳能电池；所述体相异质结太阳能电池的器件结构为：导电衬底/TiO₂致密层/CdS纳米棒/钙钛矿层/空穴传输层/金属电极。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：

所述体相异质结太阳能电池包括钙钛矿太阳能电池或锑基硫属薄膜太阳能电池。