一种CdSe /CdS纳米颗粒共敏化ZnO光电极的制备方法，步骤包括：制备ZnO纳米线阵列，制备CdS/ZnO光电极，制备CdSe /CdS/ZnO光电极。本发明专利技术的有益效果是：合成工艺简单，反应条件温和，生产成本较低，可重复性好，具有优异的可见光吸收性能，短路电流和光电转换效率分别为9.68‑9.82mA/cm2和1.92‑1.96％。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料合成方法，具体的是一种CdSe /CdS纳米颗粒共敏化ZnO光电极的制备方法。
技术介绍
随着社会的发展，人类对化石能源的需求越来越大，而太阳能是一种成本低、环境友好的替代能源，越来越受到研究者的广泛关注。量子点敏化太阳能电池（ＱＤＳＳＣｓ）作为第三代太阳能电池，具有生产成本低廉、光吸收范围广和稳定性好等优点，其光电极材料的选择对光电化学性能有重要影响。目前光电极材料主要有ＺｎＯ、ＴｉＯ２ 等，但ＺｎＯ禁带宽度较宽（3.2ｅＶ），仅对紫外光有吸收，限制其对太阳光的有效利用。通过对ＺｎＯ 进行改性，如掺杂或复合ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＰｂＳ和ＰｂＳｅ等敏化剂，不仅拓宽光吸收范围，而且敏化剂与ＺｎＯ形成阶梯式能级结构，从而改善光生载流子的传输， 提高其光电化学性能。 ＣｄＳ禁带宽度为2.4ｅＶ，且导带位置高于ＺｎＯ导带位置，这有利于光生电子从ＣｄＳ转移到ＺｎＯ上，但其较窄的光吸收范围限制其光电转换效率的提高。ＣｄＳｅ禁带宽度较窄（1.7ｅＶ），能够将光吸收范围拓展到整个可见光区域，但光生电子注入效率低使其难以获得较高的光电转化效率，通过共敏化可以解决这一问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种CdSe /CdS纳米颗粒共敏化ZnO光电极的制备方法，提供一种新的合成方法。本专利技术采用的合成方法，包括如下步骤：a、制备ZnO纳米线阵列：称取0.65-0.7份硝酸锌、0.3-0.33份六次甲基四胺溶解于蒸馏水中，磁力搅拌至澄清,取上述溶液倒入聚四氟乙烯内衬中，然后倾斜放入 FTO导电玻璃，置于90-95℃真空干燥箱中保温8.5-8.75ｈ，冷却后用无水乙醇和蒸馏水各冲洗2-3次，在40-45℃下干燥2-3h后，置于350-380℃真空管式炉中退火25-30min，冷却至室温得ZnO纳米线阵列；b、制备CdS/ZnO光电极：称取0.56-0.62份氯化镉、0.25-0.28份硫粉溶解于二甲基亚砜中，得CdS电沉积液，将电沉积液置于105℃油浴中，10ｍＡ恒电流条件下电沉积得CdS纳米颗粒，再用无水乙醇和蒸馏水各冲洗2-3次，在40-45℃下干燥2-3h后，置于350-380℃真空管式炉中退火25-30min，冷却至室温得纳米颗粒单敏化CdS/ZnO光电极；c、制备CdSe /CdS/ZnO光电极：称取0.18-0.22份硒粉、0.69-0.72ｇ无水亚硫酸钠溶解于50ｍＬ蒸馏水中，置于100℃水浴锅中回流８ｈ得Na2SeSO3前驱体溶液，然后加入含0.51份硫酸镉的50ｍＬ蒸馏水溶液，得CdSe电沉积液，2.2V恒电压条件下电沉积得CdSe纳米颗粒，再用无水乙醇和蒸馏水各冲洗2-3次，在40-45℃下干燥2-3h后，置于350-380℃真空管式炉中退火25-30min，冷却至室温,即得CdSe /CdS/ZnO光电极。本专利技术的有益效果是：合成工艺简单，反应条件温和，生产成本较低，可重复性好。具体实施方式以下结合实例进一步说明本专利技术的内容，由技术常识可知，本专利技术也可通过其它 的不脱离本专利技术技术特征的方案来描述，因此所有在本专利技术范围内或等同本专利技术范围内的 改变均被本专利技术包含。实施例1：a、制备ZnO纳米线阵列：称取0.65份硝酸锌、0.3份六次甲基四胺溶解于蒸馏水中，磁力搅拌至澄清,取上述溶液倒入聚四氟乙烯内衬中，然后倾斜放入 FTO导电玻璃，置于90℃真空干燥箱中保温8.5ｈ，冷却后用无水乙醇和蒸馏水各冲洗2次，在40℃下干燥2h后，置于350℃真空管式炉中退火25min，冷却至室温得ZnO纳米线阵列；b、制备CdS/ZnO光电极：称取0.56份氯化镉、0.25份硫粉溶解于二甲基亚砜中，得CdS电沉积液，将电沉积液置于105℃油浴中，10ｍＡ恒电流条件下电沉积得CdS纳米颗粒，再用无水乙醇和蒸馏水各冲洗2次，在40℃下干燥2h后，置于350℃真空管式炉中退火25min，冷却至室温得纳米颗粒单敏化CdS/ZnO光电极；c、制备CdSe /CdS/ZnO光电极：称取0.18-0.22份硒粉、0.69ｇ无水亚硫酸钠溶解于50ｍＬ蒸馏水中，置于100℃水浴锅中回流８ｈ得Na2SeSO3前驱体溶液，然后加入含0.51份硫酸镉的50ｍＬ蒸馏水溶液，得CdSe电沉积液，2.2V恒电压条件下电沉积得CdSe纳米颗粒，再用无水乙醇和蒸馏水各冲洗2次，在40℃下干燥2h后，置于350℃真空管式炉中退火25min，冷却至室温,即得CdSe /CdS/ZnO光电极。实施例2：a、制备ZnO纳米线阵列：称取0.7份硝酸锌、0.33份六次甲基四胺溶解于蒸馏水中，磁力搅拌至澄清,取上述溶液倒入聚四氟乙烯内衬中，然后倾斜放入 FTO导电玻璃，置于95℃真空干燥箱中保温8.75ｈ，冷却后用无水乙醇和蒸馏水各冲洗3次，在45℃下干燥3h后，置于380℃真空管式炉中退火30min，冷却至室温得ZnO纳米线阵列；b、制备CdS/ZnO光电极：称取0.62份氯化镉、0.28份硫粉溶解于二甲基亚砜中，得CdS电沉积液，将电沉积液置于105℃油浴中，10ｍＡ恒电流条件下电沉积得CdS纳米颗粒，再用无水乙醇和蒸馏水各冲洗3次，在45℃下干燥3h后，置于380℃真空管式炉中退火30min，冷却至室温得纳米颗粒单敏化CdS/ZnO光电极；c、制备CdSe /CdS/ZnO光电极：称取0.22份硒粉、0.72ｇ无水亚硫酸钠溶解于50ｍＬ蒸馏水中，置于100℃水浴锅中回流８ｈ得Na2SeSO3前驱体溶液，然后加入含0.51份硫酸镉的50ｍＬ蒸馏水溶液，得CdSe电沉积液，2.2V恒电压条件下电沉积得CdSe纳米颗粒，再用无水乙醇和蒸馏水各冲洗3次，在45℃下干燥3h后，置于380℃真空管式炉中退火30min，冷却至室温,即得CdSe /CdS/ZnO光电极。通过实验，根据本专利技术制得的CdSe /CdS/ZnO光电极的光电性能达到最佳，其短路电流和光电转换效率分别为9.68-9.82mA/cm2和1.92-1.96％。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种CdSe /CdS纳米颗粒共敏化ZnO光电极的制备方法，包括如下步骤：a、制备ZnO纳米线阵列：称取0.65‑0.7份硝酸锌、0.3‑0.33份六次甲基四胺溶解于蒸馏水中，磁力搅拌至澄清,取上述溶液倒入聚四氟乙烯内衬中，然后倾斜放入 FTO导电玻璃，置于90‑95℃真空干燥箱中保温8.5‑8.75ｈ，冷却后用无水乙醇和蒸馏水各冲洗2‑3次，在40‑45℃下干燥2‑3h后，置于350‑380℃真空管式炉中退火25‑30min，冷却至室温得ZnO纳米线阵列；b、制备CdS/ZnO光电极：称取0.56‑0.62份氯化镉、0.25‑0.28份硫粉溶解于二甲基亚砜中，得CdS电沉积液，将电沉积液置于105℃油浴中，10ｍＡ恒电流条件下电沉积得CdS纳米颗粒，再用无水乙醇和蒸馏水各冲洗2‑3次，在40‑45℃下干燥2‑3h后，置于350‑380℃真空管式炉中退火25‑30min，冷却至室温得纳米颗粒单敏化CdS/ZnO光电极；c、制备CdSe /CdS/ZnO光电极：称取0.18‑0.22份硒粉、0.69‑0.72ｇ无水亚硫酸钠溶解于50ｍＬ蒸馏水中，置于100℃水浴锅中回流８ｈ得Na2SeSO3前驱体溶液，然后加入含0.51份硫酸镉的50ｍＬ蒸馏水溶液，得CdSe电沉积液，2.2V恒电压条件下电沉积得CdSe纳米颗粒，再用无水乙醇和蒸馏水各冲洗2‑3次，在40‑45℃下干燥2‑3h后，置于350‑380℃真空管式炉中退火25‑30min，冷却至室温,即得CdSe /CdS/ZnO光电极。...
【技术特征摘要】
1.一种CdSe /CdS纳米颗粒共敏化ZnO光电极的制备方法，包括如下步骤：a、制备ZnO纳米线阵列：称取0.65-0.7份硝酸锌、0.3-0.33份六次甲基四胺溶解于蒸馏水中，磁力搅拌至澄清,取上述溶液倒入聚四氟乙烯内衬中，然后倾斜放入 FTO导电玻璃，置于90-95℃真空干燥箱中保温8.5-8.75ｈ，冷却后用无水乙醇和蒸馏水各冲洗2-3次，在40-45℃下干燥2-3h后，置于350-380℃真空管式炉中退火25-30min，冷却至室温得ZnO纳米线阵列；b、制备CdS/ZnO光电极：称取0.56-0.62份氯化镉、0.25-0.28份硫粉溶解于二甲基亚砜中，得CdS电沉积液，将电沉积液置于105℃油浴中，10ｍＡ恒电流条件下电沉积得CdS纳...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹健，
申请(专利权)人：曹健，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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