超薄PMMA钝化层的量子点敏化太阳能电池的制备方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010065001.X (22)申请日 2020.01.20 (71)申请人 南昌航空大学 地址 330000 江西省南昌市丰和南大道696 号 (72)发明人 段军红邹时兵樊昊刘伟庆 (74)专利代理机构 南昌洪达专利事务所 36111 代理人 黄文亮 (51)Int.Cl. H01G 9/20(2006.01) H01G 9/042(2006.01) H01G 9/048(2006.01) (54)发明名称 一种超薄PMMA钝化层的量子点敏化太阳能 电池的制备方法 (5。

2、7)摘要 本发明公开了一种超薄PMMA钝化层的量子 点敏化太阳能电池的制备方法， 包括以下步骤， 步骤1光阳极制备： 清洗导电玻璃基底， 并采用丝 网印刷的方式将金属氧化物浆料涂布在导电玻 璃基底上， 经过高温退火得到10-15微米厚度的 介孔光阳极薄膜； 步骤2量子点沉积： 将合成的油 溶性量子点通过配体交换转换为水溶性量子点， 并通过化学沉积法将量子点沉积在光阳极薄膜 上； 步骤3包覆PMMA钝化层： 将沉积量子点的光阳 极浸泡在一定浓度的PMMA溶液中一段时间， 随后 冲洗并干燥退火， 得到一定厚度的PMMA钝化层； 步骤4电池组装： 将光阳极、 电解液以及对电极组 装成量子点敏化太阳能。

3、电池。 本发明工艺简单， 成本低， 还可以保证包覆完整性以及钝化界面提 高电池的稳定性。 权利要求书1页 说明书2页 附图1页 CN 111312525 A 2020.06.19 CN 111312525 A 1.一种超薄PMMA钝化层的量子点敏化太阳能电池的制备方法， 其特征在于： 所述方法 包括以下步骤， 步骤1光阳极制备 清洗导电玻璃基底， 并采用丝网印刷的方式将金属氧化物浆料涂布在导电玻璃基底 上， 经过高温退火得到10-15微米厚度的介孔光阳极薄膜； 步骤2量子点沉积 将合成的油溶性量子点通过配体交换转换为水溶性量子点， 并通过化学沉积法将量子 点沉积在光阳极薄膜上； 步骤3包覆PM。

4、MA钝化层 将沉积量子点的光阳极浸泡在一定浓度的PMMA溶液中一段时间， 随后冲洗并干燥退 火， 得到一定厚度的PMMA钝化层； 步骤4电池组装 将光阳极、 电解液以及对电极组装成量子点敏化太阳能电池。 2.根据权利要求1所述的一种超薄PMMA钝化层的量子点敏化太阳能电池的制备方法， 其特征在于： 所述步骤1中金属氧化物包括二氧化钛、 二氧化锡以及氧化锌。 3.根据权利要求1所述的一种超薄PMMA钝化层的量子点敏化太阳能电池的制备方法， 其特征在于： 所述步骤2中油溶性量子点指CdSe、 CdS、 CdTe、 CdSe/CdS、 CdS/CdSe、 CdTe/CdS 和CdS/CdTe中的一种。

5、或者几种。 4.根据权利要求1所述的一种超薄PMMA钝化层的量子点敏化太阳能电池的制备方法， 其特征在于： 所述步骤3中的PMMA的溶剂为氯苯、 二氯甲烷或者甲苯中的一种。 5.根据权利要求1所述的一种超薄PMMA钝化层的量子点敏化太阳能电池的制备方法， 其特征在于： 所述步骤3中的PMMA的浓度为0.050.1mg/ml。 6.根据权利要求1所述的一种超薄PMMA钝化层的量子点敏化太阳能电池的制备方法， 其特征在于： 所述步骤3中的PMMA的浸泡时间为5-10min。 7.根据权利要求1所述的一种超薄PMMA钝化层的量子点敏化太阳能电池的制备方法， 其特征在于： 所述步骤3中的PMMA的退火。

6、温度为6080， 退火时间为1030min。 8.根据权利要求1所述的一种超薄PMMA钝化层的量子点敏化太阳能电池的制备方法， 其特征在于： 所述步骤3中的PMMA的厚度为25nm。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111312525 A 2 一种超薄PMMA钝化层的量子点敏化太阳能电池的制备方法 技术领域 0001 本发明涉及太阳能电池技术材料领域， 具体涉及一种超薄PMMA钝化层的量子点敏 化太阳能电池的制备方法。 背景技术 0002 为了人类的未来和帮助解决能源危机， 太阳能光伏技术是最丰富、 最可持续和最 绿色的能源之一， 因为它具有成本效益、 易于制造和环境友好性。 在过去的二十年。

7、里， 光伏 市场一直是规模增长最快的行业， 保持了40以上的高增长率， 使其成为增长最快的能源 转换技术。 太阳能电池是通过光伏效应直接将阳光转化为电能的光伏器件， 这是一种物理 和化学现象。 新型太阳能电池， 如量子点敏化太阳能电池通过开发新材料， 如量子点、 纳米 管、 太阳能油墨和导电塑料， 以及太阳能光谱改性、 等离子体增强、 表面织构等新的处理方 法， 以提高器件性能。 在量子点敏化太阳能电池中， 光阳极的有效表面改性对光伏性能也有 着至关重要的影响。 目前， ZnS和ZnSe宽带隙半导体是量子点中光阳极和电解质界面钝化的 主流材料。 然而， 这两种材料的问题是量子点与钝化层的晶格匹。

8、配难以平衡。 虽然ZnS由于 较高的导带边缘而形成较大的能量势垒， 但由于晶格失配较大， 从而形成额外的缺陷态。 发明内容 0003 本发明所要解决的问题是： 提供一种超薄PMMA钝化层的量子点敏化太阳能电池的 制备方法， 使用超薄PMMA钝化层不仅钝化界面缺陷， 抑制电荷复合以促进电荷提取和收集， 同时工艺简单， 成本低， 还可以保证包覆完整性以及钝化界面提高电池的稳定性， 提高了量 子点敏化太阳能电池的整体性能。 0004 本发明为解决上述问题所提供的技术方案为： 一种超薄PMMA钝化层的量子点敏化 太阳能电池的制备方法， 其特征在于： 所述方法包括以下步骤， 0005 步骤1光阳极制备 。

9、0006 清洗导电玻璃基底， 并采用丝网印刷的方式将金属氧化物浆料涂布在导电玻璃基 底上， 经过高温退火得到10-15微米厚度的介孔光阳极薄膜； 0007 步骤2量子点沉积 0008 将合成的油溶性量子点通过配体交换转换为水溶性量子点， 并通过化学沉积法将 量子点沉积在光阳极薄膜上； 0009 步骤3包覆PMMA钝化层 0010 将沉积量子点的光阳极浸泡在一定浓度的PMMA溶液中一段时间， 随后冲洗并干燥 退火， 得到一定厚度的PMMA钝化层； 0011 步骤4电池组装 0012 将光阳极、 电解液以及对电极组装成量子点敏化太阳能电池。 0013 优选的， 所述步骤1中金属氧化物包括二氧化钛、。

10、 二氧化锡以及氧化锌。 0014 优选的， 所述步骤2中油溶性量子点指CdSe、 CdS、 CdTe、 CdSe/CdS、 CdS/CdSe、 CdTe/ 说明书 1/2 页 3 CN 111312525 A 3 CdS 和CdS/CdTe中的一种或者几种。 0015 优选的， 所述步骤3中的PMMA的溶剂为氯苯、 二氯甲烷或者甲苯中的一种。 0016 优选的， 所述步骤3中的PMMA的浓度为0.050.1mg/ml。 0017 优选的， 所述步骤3中的PMMA的浸泡时间为5-10min。 0018 优选的， 所述步骤3中的PMMA的退火温度为6080， 退火时间为1030min。 0019 。

11、优选的， 所述步骤3中的PMMA的厚度为25nm。 0020 与现有技术相比， 本发明的优点是： 本发明使用超薄PMMA钝化层不仅钝化界面缺 陷， 抑制电荷复合以促进电荷提取和收集， 同时工艺简单， 成本低， 还可以保证包覆完整性 以及钝化界面提高电池的稳定性， 提高了量子点敏化太阳能电池的整体性能。 同时易于工 业化生产， 实用性强， 可为人们的生活提供更高效的太阳能电池器件。 附图说明 0021 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解， 构成本发明的一部分， 本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明， 并不构成对本发明的不当限定。 0022 图1是本发明量子点敏化太阳能电池的结构。

12、示意图 0023 附图标注： 1、 FTO导电玻璃； 2、 光阳极； 3、 量子点敏化剂； 4、 PMMA钝化层； 5、 电解液； 6、 对电极。 具体实施方式 0024 以下将配合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式， 藉此对本发明如何应用 技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。 0025 实施例1 0026 一种超薄PMMA钝化层的量子点敏化太阳能电池的制备方法， 所述方法包括以下步 骤， 0027 步骤1导电玻璃1的清洗： 分别使用去离子水、 丙酮、 异丙醇、 乙醇超声15min， 用氮 气吹干后放在培养皿中， 经过臭氧处理20分钟后备用； 0028 步骤。

13、2光阳极2制备： 并采用丝网印刷的方式将二氧化钛浆料涂布在导电玻璃基底 上， 经过高温退火得到10-15微米厚度的介孔光阳极薄膜； 0029 步骤3沉积量子点敏化剂3： 将合成的CdSe量子点配体交换后溶解在水中， 滴在二 氧化钛光阳极2的薄膜上。 0030 步骤4PMMA钝化层4的制备： 将沉积了量子点的光阳极浸泡在浓度为0.05mg/ml的 PMMA二氯甲烷溶液中5min， 随后用二氯甲烷冲洗并干燥， 60退火20min。 0031 步骤5组装电池： 将光阳极与对CuS对电极6组装好， 注入多硫电解液5， 得到超薄 PMMA 钝化层的量子点敏化太阳能电池。 0032 以上仅就本发明的最佳实施例作了说明， 但不能理解为是对权利要求的限制。 本 发明不仅局限于以上实施例， 其具体结构允许有变化。 凡在本发明独立权利要求的保护范 围内所作的各种变化均在本发明保护范围内。 说明书 2/2 页 4 CN 111312525 A 4 图1 说明书附图 1/1 页 5 CN 111312525 A 5 。