一种量子点敏化太阳能电池对电极的制备方法.pdf

(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CN105655136A(43)申请公布日2016.06.08(21)申请号201510999618.8(22)申请日2015.12.28(71)申请人华侨大学地址362000福建省泉州市丰泽区城东华侨大学(72)发明人兰章吴季怀(74)专利代理机构泉州市文华专利代理有限公司35205代理人陈智海(51)Int.Cl.H01G9/20(2006.01)H01G9/042(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种量子点敏化太阳能电池对电极的制备方法(57)摘要本发明公开了一种量子点敏化太阳能电池对电极的制备方法，先将均含油酸或油胺稳定剂的金量子点及铜系硫族化合物量子点分别分散到同一种非极性溶剂中，形成油相溶液；再将这两种油相溶液混合均匀，往混合液中加入极性憎溶剂使金量子点和铜系硫族化合物量子点共沉淀出来，形成金-铜系硫族化合物量子点团聚体；最后将金-铜系硫族化合物量子点团聚体涂敷到导电玻璃上，经高温氩气气氛下热处理形成量子点敏化太阳能电池对电极。本发明制备方法简单，制得的对电极以量子点为基本结构单元，具有高比表面积和高催化活性。CN105655136ACN105655136A权利要求书1/1页1.一种量子点敏化太阳能电池对电极的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：第一步，将市售均含油酸或油胺稳定剂的金量子点和铜系硫族化合物量子点分别分散到同一种非极性溶剂中，分别得到浓度为0.01-0.1mol/L的金量子点油相溶液和浓度为0.01-0.1mol/L的铜系硫族化合物量子点油相溶液；其中，所述各量子点的粒径均为1-7nm，所述非极性溶剂为环己烷、甲苯、庚烷或辛烷；第二步，将上述金量子点油相溶液与上述铜系硫族化合物量子点油相溶液按体积比1/9-9/1混合均匀，往得到的量子点油相混合液中加入相当于量子点油相混合液2-10倍体积的极性憎溶剂使金量子点和铜系硫族化合物量子点共沉淀出来，形成金-铜系硫族化合物量子点团聚体；其中，极性憎溶剂为乙醇、甲醇或丙酮；第三步，将此金-铜系硫族化合物量子点团聚体涂敷到导电玻璃上，经氩气气氛下400-500℃热处理30-60min形成量子点敏化太阳能电池对电极。2.如权利要求1所述的量子点敏化太阳能电池对电极的制备方法，其特征在于：上述第一步中，所述铜系硫族化合物量子点采用硫化铜量子点、硫化亚铜量子点、硒化铜量子点、硒化亚铜量子点、碲化铜量子点、碲化亚铜量子点中的一种。3.如权利要求2所述的量子点敏化太阳能电池对电极的制备方法，其特征在于：所述铜系硫族化合物量子点采用硫化铜量子点或硒化铜量子点。4.如权利要求1所述的量子点敏化太阳能电池对电极的制备方法，其特征在于：上述第二步中，作为对电极催化材料的所述金-铜系硫族化合物量子点团聚体是从混合均匀的所述量子点油相混合液中添加所述极性憎溶剂后共沉淀出来，形成粒径为0.1-0.5μm的球形结构团聚体。2CN105655136A说明书1/3页一种量子点敏化太阳能电池对电极的制备方法技术领域[0001]本发明涉及化学太阳能电池新材料领域，尤其是涉及量子点敏化太阳能电池对电极的制备方法。背景技术[0002]量子点敏化太阳能电池是一种新型化学太阳能电池，以无机半导体化合物量子点材料为敏化剂，工作原理与染料敏化太阳能电池相似。具有低成本、制备工艺简单及环境友好等特点，因此具有良好的应用前景，有望替代现有高成本太阳能电池。[0003]对电极是量子点敏化太阳能电池的关键组成部分，对电解质中氧化还原电对如硫离子/硫氧化还原电对的氧化还原循环过程起催化作用。量子点敏化太阳能电池对电极性能的优劣主要由对电极材料的形貌、比表面积、导电性能等决定。目前广泛使用的硫化亚铜对电极是将铜金属箔片浸泡在含硫离子/硫氧化还原电对的电解质中直接生成。该类对电极由于铜在电解质中会被持续腐蚀，所生成的硫化亚铜层厚度不断增大，导电性能下降，导致量子点敏化太阳能电池的光电性能和长期稳定性也随之下降。另一常用的硫化亚铜-石墨烯复合对电极存在催化材料与导电基体结合不牢固，接触电阻过大，稳定性差等问题。[0004]因此，用简单方法制备一类稳定、高效的对电极是量子点敏化太阳能电池走向实用化的关键技术。金和铜系硫族化合物材料可用于制备高效量子点敏化太阳能电池对电极，量子点尺度的金和铜系硫族化合物材料由于具有更高的比表面积，其催化活性将进一步提高；将金与铜系硫族化合物量子点复合形成的量子点复合材料或团聚体可使这些量子点材料更加稳定，同时减少金用量可降低制备成本。[0005]有鉴于此，发明人在经过一系列的研究和试验的基础上，开发出一种量子点敏化太阳能电池对电极的新型制备方法，本案由此产生。发明内容[0006]本发明的目的在于提供