一种用于太阳能电池的双掺铟量子点敏化剂及制备方法
专利汇可以提供一种用于太阳能电池的双掺铟量子点敏化剂及制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种用于太阳 电池 的双掺In 量子点 敏化剂及其制备方法，该方法是将In杂质 原子 分别掺杂到PbS、CdS 半导体 量子点中作为敏化剂组装成量子点敏化 太阳能 电池。双掺In后PbS/CdS量子点半导体的吸收光能 力 明显增强，电池内部 电子 空穴的传输路径得到了明显的优化，使得电子空穴可以更加快速的分离；从而电子可以更有效的注入到宽禁带 氧 化物半导体的导带中，抑制了暗 电流 的产生，提高了 太阳能电池 的 短路 电流和光电转换效率。此方法简单，易于操作，成本低，可大面积制作。，下面是一种用于太阳能电池的双掺铟量子点敏化剂及制备方法专利的具体信息内容。
1.一种用于太阳能电池的双掺铟量子点敏化剂，其特征在于：所述方法是将同一杂质原子掺杂到多个不同半导体量子点中，共同作为敏化剂组装成量子点敏化太阳能电池。
2.根据权利要求1所述的双掺铟量子点敏化剂，其特征在于所述的掺杂方法为连续离子层吸附与反应(Successive ionic layer adsorption and reaction，SILAR)。
3.根据权利要求1所述的双掺铟量子点敏化太阳能电池，其特征在于所述的电池敏化剂层结构为：In掺杂的PbS/In掺杂的CdS。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池敏化剂，其特征在于所述的半导体量子点敏化剂为In掺杂的PbS、In掺杂的CdS。
5.根据权利要求1所述的掺杂量子点敏化剂，其特征在于所述的杂质原子为In。
6.根据权利要求1所述的掺杂量子点，其特征在于所述的量子点分别为PbS、CdS半导体量子点。
7.根据权利要求1所述的敏化太阳能电池，其特征在于所述的In掺杂的CdS半导体量子点沉积在In掺杂的PbS半导体量子点之上，作为敏化剂组装成量子点敏化太阳能电池。
8.根据权利要求1所述的掺杂量子点敏化剂，其特征在于所述方法的具体步骤为：
1)配备浓度为0.01M-1M含有PbS半导体量子点阳离子的可溶性盐溶液，放入20-50℃的水浴中恒温30-60min；
2)将含有In杂质原子的可溶性盐溶液加入步骤1)配备的阳离子溶液当中，其中杂质原子与半导体量子点原子个数的比为1∶1-1∶1000；
3)配备浓度为0.01M-1M含有半导体量子点阴离子的可溶性溶液，放入20-50℃的水浴中恒温20-60min；
4)将待敏化的宽禁带半导体光阳极材料浸入步骤2)制备的溶液中1-60min，取出用相应溶剂冲洗之后，用氮气吹干；
5)将步骤4)得到的光阳极材料浸入步骤3)制备的阴离子溶液中1-10min，取出用相应溶剂冲洗之后，用氮气吹干，则在光阳极材料上形成In掺杂的PbS半导体量子点敏化剂层；
6)配备浓度为0.01M-1M含有CdS半导体量子点阳离子的可溶性盐溶液，放入20-50℃的水浴中恒温30-60min；
7)将含有In杂质原子的可溶性盐溶液加入步骤6)配备的阳离子溶液当中，其中杂质原子与半导体量子点原子个数的比为1∶1-1∶1000；
8)将步骤5)制得的In掺杂的PbS量子点敏化光阳极材料浸入步骤7)制备的溶液中
1-10min，取出用相应溶剂冲洗之后，用氮气吹干；
9)将步骤8)制得的光阳极材料浸入步骤3)制备的阴离子溶液中1-10min，取出用相应溶剂冲洗之后，用氮气吹干，则在光阳极材料上形成In掺杂PbS和In掺杂CdS量子点敏化剂层。
一种用于太阳能电池的双掺铟量子点敏化剂及制备方法
技术领域
背景技术
发明内容
1)配备浓度为0.01M-1M含有PbS半导体量子点阳离子的可溶性盐溶液，放入20-50℃的水浴中恒温30-60min；
2)将含有In杂质原子的可溶性盐溶液加入步骤1)配备的阳离子溶液当中，其中杂质原子与半导体量子点原子个数的比为1∶1-1∶1000；
3)配备浓度为0.01M-1M含有半导体量子点阴离子的可溶性溶液，放入20-50℃的水浴中恒温20-60min；
4)将待敏化的宽禁带半导体光阳极材料浸入步骤2)制备的溶液中1-60min，取出用相应溶剂冲洗之后，用氮气吹干；
5)将步骤4)得到的光阳极材料浸入步骤3)制备的阴离子溶液中1-10min，取出用相应溶剂冲洗之后，用氮气吹干，则在光阳极材料上形成In掺杂的PbS半导体量子点敏化剂层；
6)配备浓度为0.01M-1M含有CdS半导体量子点阳离子的可溶性盐溶液，放入20-50℃的水浴中恒温30-60min；
7)将含有In杂质原子的可溶性盐溶液加入步骤6)配备的阳离子溶液当中，其中杂质原子与半导体量子点原子个数的比为1∶1-1∶1000；
8)将步骤5)制得的In掺杂的PbS量子点敏化光阳极材料浸入步骤7)制备的溶液中
1-10min，取出用相应溶剂冲洗之后，用氮气吹干；
9)将步骤8)制得的光阳极材料浸入步骤3)制备的阴离子溶液中1-10min，取出用相应溶剂冲洗之后，用氮气吹干，则在光阳极材料上形成In掺杂PbS和In掺杂CdS量子点敏化剂层。
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路电流和光电转换效率。在100mW/cm 的光强条件下，该太阳能电池的短路电流、光电转化效率分别为23.01mA、2.3％，比未掺杂的PbS/CdS量子点敏化太阳能电池的短路电流、效率分别高出了46.2％、66.6％。
图3丝网印刷TiO2纳米晶颗粒上沉积In掺杂PbS量子点与In掺杂CdS量子点薄膜的EDS图；
图4为未掺杂的PbS/CdS量子点与双掺In的PbS/CdS量子点薄膜的全反射吸收光谱图；其中，A曲线对应于未掺杂的PbS/CdS量子点的全反射吸收光谱，B曲线对应于双掺In的PbS/CdS量子点的全反射吸收光谱；
图5为未双掺In，双掺In量子点敏化太阳能电池的光电流转换效率图；其中，A曲线对应于未双掺In的PbS/CdS量子点敏化太阳能电池的光电流转换效率，B曲线对应于双掺In的PbS/CdS量子点敏化太阳能电池的光电流转换效率；
图6为未双掺In，双掺In量子点敏化太阳能电池的J-V曲线；其中，A对应于未双掺In的PbS/CdS量子点敏化太阳能电池的J-V曲线，B对应于双掺In的PbS/CdS量子点敏化太阳能电池的J-V曲线；
图7为未双掺In与双掺In量子点敏化太阳能电池的性能参数；
图8为未双掺In，双掺In量子点敏化太阳能电池的EIS交流阻抗谱；其中，A对应于未双掺In的PbS/CdS量子点敏化太阳能电池的EIS谱，B对应于双掺In的PbS/CdS量子点敏化太阳能电池的EIS谱；
图9为未双掺In与双掺In量子点敏化太阳能电池的EIS性能参数。
具体实施方式
1)配备浓度为0.1M的Pb(NO3)2溶液和Na2S溶液，放入20-50℃的水浴中30-60min；
2)将InCl3溶液加入步骤1)配备的Pb(NO3)2溶液当中，其中In与Pb的原子个数比为
1∶1；
3)将步骤2)所得的溶液放入30℃的水浴中30min；
4)将待敏化的光阳极材料TiO2浸入步骤3)制备的溶液中5min，取出用氮气吹干；
5)将步骤4)得到的光阳极材料浸入步骤2)制备的Na2S溶液中5min，取出用氮气吹干，则在光阳极材料上形成In掺杂PbS半导体量子点敏化剂层；
6)配备浓度为0.1M的Cd(NO3)2溶液和Na2S溶液，放入20-50℃的水浴中30-60min；
7)将InCl3溶液加入步骤6)配备的Cd(NO3)2溶液当中，其中In与Cd的原子个数比为
1∶1；
8)将步骤7)所得的溶液放入30℃的水浴中30min；
9)将步骤5)制得的In掺杂PbS的量子点敏化光阳极材料浸入步骤8)制备的溶液中
5min，取出用氮气吹干；
10)将步骤9)制得的光阳极材料浸入步骤6)制备的Na2S溶液中5min，取出用氮气吹干，则在光阳极材料上形成In掺杂PbS与In掺杂CdS量子点敏化剂层。
1)配备浓度为0.1M的Pb(NO3)2溶液和Na2S溶液，放入20-50℃的水浴中30-60min；
2)将InCl3溶液加入步骤1)配备的Pb(NO3)2溶液当中，其中In与Pb的原子个数比为
1∶1；
3)将步骤2)所得的溶液放入30℃的水浴中30min；
4)将待敏化的光阳极材料TiO2浸入步骤3)制备的溶液中5min，取出用氮气吹干；
5)将步骤4)得到的光阳极材料浸入步骤2)制备的Na2S溶液中5min，取出用氮气吹干， 则在光阳极材料上形成In掺杂PbS半导体量子点敏化剂层；
6)配备浓度为0.1M的Cd(NO3)2溶液和Na2S溶液，放入20-50℃的水浴中30-60min；
7)将InCl3溶液加入步骤6)配备的Cd(NO3)2溶液当中，其中In与Cd的原子个数比为
1∶1；
8)将步骤7)所得的溶液放入30℃的水浴中30min；
9)将步骤5)制得的In掺杂PbS的量子点敏化光阳极材料浸入步骤8)制备的溶液中
5min，取出用氮气吹干；
10)将步骤9)制得的光阳极材料浸入步骤6)制备的Na2S溶液中5min，取出用氮气吹干，则在光阳极材料上形成In掺杂PbS与In掺杂CdS量子点敏化剂层。
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