[发明专利]一种稀土硫化物量子点太阳能电池的制备及其应用

摘要

一种稀土硫化物量子点太阳能电池的制备及其应用，采用溶剂热法和水热法的特点，成功了合成稀土硫化物量子点，通过改变反应温度、反应时间来调节量子点粒径，通过控制水热时间、水热温度调节量子点晶型使太阳能电池p型半导体和n型半导体能级匹配，提高太阳能电池光电转换效率。本发明的优点是：本稀土硫化物量子点制备技术稳定、量子点荧光半高峰宽大，所制备的太阳能电池易组装成本低且具有宽的吸收光谱和高的光电转换效率，具有比较高的开发价值。

主权项

一种稀土硫化物量子点太阳能电池的制备，其特征是方法步骤如下： （1）以三次蒸馏水为溶剂配一定浓度的稀土硝酸化合物（MNO₃）作为稀土源，以三次蒸馏水为溶剂配一定浓度的硫化钠（Na₂S）作为硫源，以还原谷胱甘肽（GSH）作为稳定剂，氢氧化钠（NaOH）溶液调节pH，N₂氛围下反应，乙醇诱使稀土硫化物量子点（MS QDs）沉淀，离心分离提纯；（2）硫前躯体以一定比例加入稀土溶液前驱体中反应得到稀土硫化物量子点，此时的量子点含有未反应完全的杂质，加入过量的乙醇，量子点不溶于乙醇会沉淀下来，而杂质会溶于乙醇采用离心方法可将量子点提纯；（3）将纯净的稀土硫化物量子点进行水热反应可使晶体生长形成更稳定的晶型；（4）以多孔n型半导体TiO₂纳米材料为光阳极，将提纯后的量子点和TiO₂组装成电池；当太阳光照射光阳极时，附着在TiO₂上的量子点的电子、空穴对发生分离，电子从价带跃迁至导带并注入TiO₂的导带中经由FTO导电玻璃连接负载传递给铂金背电极，最后通过空穴传输层PESOT:PSS和电子复合形成电子‑空穴对完成一个循环。