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      一種全固態(tài)量子點敏化太陽能電池及其制備方法與流程

      文檔序號:12611199閱讀:來源:國知局

      技術(shù)特征:

      1.一種全固態(tài)量子點敏化太陽能電池,其特征在于,包括相對設(shè)置的導(dǎo)電玻璃(2)和銅基片(3),在所述的導(dǎo)電玻璃(2)和銅基片(3)之間填充有固態(tài)電解液(1),所述的導(dǎo)電玻璃(2)上位于固態(tài)電解液(1)的一側(cè)設(shè)置有光陽極(5);所述的銅基片(3)上位于固態(tài)電解液(1)的一側(cè)設(shè)置有對電極(4)。

      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全固態(tài)量子點敏化太陽能電池,其特征在于,所述的固態(tài)電解液(1)為多硫電解液。

      3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全固態(tài)量子點敏化太陽能電池,其特征在于,所述的對電極(4)為銅基Cu2S納米片對電極,所述的光陽極(5)為CdS/CdSe量子點敏化的ZnO納米線陣列光陽極。

      4.一種如權(quán)利要求1所述的全固態(tài)量子點敏化太陽能電池的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:

      步驟1,在導(dǎo)電玻璃(2)上制備ZnO納米線陣列;

      步驟2,將步驟1中的ZnO納米線陣列進(jìn)行CdS/CdSe量子點沉積,得到光陽極(5);

      步驟3,在銅基片(3)上制備Cu2S對電極(4);

      步驟4,制備固態(tài)電解液(1);

      步驟5,加熱步驟2中的光陽極(5)、步驟3中的對電極(4)以及步驟4中的固態(tài)電解液(1)并進(jìn)行封裝,形成電池。

      5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種全固態(tài)量子點敏化太陽能電池的制備方法,其特征在于,所述的步驟1具體為:

      步驟1.1,配制ZnO種子層的前驅(qū)體溶液,在導(dǎo)電玻璃(2)的一側(cè)使用ZnO種子層的前驅(qū)體溶液,通過旋涂法和熱處理工藝制備出ZnO種子層,其中旋涂速度為3000-4500r/min,熱處理工藝的溫度為300-350℃,ZnO種子層的厚度為50-100nm;

      步驟1.2,將步驟1.1中的ZnO種子層放入生長液中,采用溫度為80-90℃的水浴法制備ZnO納米線陣列,其中生長液為摩爾濃度比20:1的NaOH與Zn(NO3)2混合溶液或摩爾濃度比1:1的六次甲基四胺與Zn(NO3)2混合溶液或摩爾濃度比1:1的氨水與Zn(NO3)2混合溶液。

      6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種全固態(tài)量子點敏化太陽能電池的制備方法,其特征在于,所述的步驟2具體為:

      步驟2.1,將步驟1中的ZnO納米線陣列多次交替浸入相同摩爾濃度的Na2S溶液與Cd(NO3)2甲醇溶液,得到CdS量子點敏化的ZnO納米線陣列;

      步驟2.2,在甲醇溶液中加入摩爾比為1-1.5:1的KBH4粉末和SeO2粉末,加熱還原得到溶液a;將步驟2.1處理得到的ZnO納米線陣列多次交替浸入Cd(NO3)2甲醇溶液和溶液a,得到CdS/CdSe量子點敏化的ZnO納米線陣列,即光陽極(5),其中Cd(NO3)2甲醇溶液與SeO2粉末摩爾濃度相同。

      7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種全固態(tài)量子點敏化太陽能電池的制備方法,其特征在于,所述的步驟3具體為:

      步驟3.1,將銅基片(3)經(jīng)砂紙打磨后置于乙醇溶液中,進(jìn)行超聲波清洗20-30min;

      步驟3.2,將步驟3.1處理過的銅基片(3)一側(cè)遮擋并置于70℃的濃鹽酸中5-10min,取出后使用去離子水和甲醇沖洗并干燥;

      步驟3.3,將步驟3.2處理過的銅基片(3)置于多硫電解液中進(jìn)行硫化處理10-15min,取出后使用去離子水和甲醇沖洗并干燥,得到銅基黑色的Cu2S對電極(4),并將其置于惰性氣體中保存。

      8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種全固態(tài)量子點敏化太陽能電池的制備方法,其特征在于,所述的步驟4具體為:

      步驟4.1,將適量的右旋糖酐緩慢加入質(zhì)量為3-5g的KCL水溶液中,在85-100℃攪拌均勻,其中KCL水溶液的濃度為20-30%;

      步驟4.2,在步驟4.1得到的溶液中依次加入0.09-0.10g高純硫粉與0.65-0.75g Na2S·9H2O,攪拌均勻后冷卻至室溫,得到水溶膠電解液,即固態(tài)電解液(1)。

      9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種全固態(tài)量子點敏化太陽能電池的制備方法,其特征在于,所述的步驟5具體為:

      步驟5.1,將步驟2中的光陽極(5)、步驟3中的對電極(4)與步驟4中的固態(tài)電解液(1)均預(yù)熱至60-80℃;

      步驟5.2,將適量經(jīng)步驟5.1處理的固態(tài)電解液(1)滴加至步驟5.1處理后的光陽極(5)表面,即刻在相同溫度的密閉容器內(nèi)抽真空5-10min;

      步驟5.3,將適量經(jīng)步驟5.1處理的固態(tài)電解液(1)滴加至步驟5.1處理后的對電極(4)表面,即刻在相同溫度的密閉容器內(nèi)抽真空5-10min;

      步驟5.4,取步驟5.2處理的光陽極(5)和步驟5.3處理的對電極(4),將其分別置于一定厚度的間隔體兩邊正對接觸,并加熱使固態(tài)電解液(1)充分融合,封裝成電池。

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