【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于太阳能电池，涉及一种量子点太阳能电池，尤其涉及一种异质结pbs量子点太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
1、光伏技术作为当前和未来能源供应系统的主要支柱之一，近年来得到不断发展，人们对于太阳能电池的应用也越来越广泛。除了传统的硅太阳能电池外，越来越多的高价值市场需要更具灵活性的光伏材料。
2、pbs量子点是一种具有调控带隙的材料，可以通过改变其尺寸来调整其能带结构，从而使其适用于多种应用，如柔性太阳能电池、发光太阳能浓缩器、多结太阳能电池等。此外，pbs量子点基太阳能电池可以使用溶液加工方法进行制备，这使得它们在印刷、喷涂等高速低成本制造方面具有潜力。
3、然而，pbs量子点太阳能电池在短载流子扩散长度方面存在限制。由于pbs量子点吸收层的特殊结构，载流子的传输采用跳跃机制，导致载流子扩散长度较短，从而限制了pbs量子点太阳能电池的光学性能和电子性能之间的平衡。
4、由此可见，如何提供一种pbs量子点太阳能电池及其制备方法，提升太阳能电池的电荷收集能力，改善电池对光的吸收和捕获效果，同时提升太阳能电池的填充因子，进一步改善电池性能，成为了目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种异质结pbs量子点太阳能电池及其制备方法，所述异质结pbs量子点太阳能电池提升了太阳能电池的电荷收集能力，改善了电池对光的吸收和捕获效果，同时提升了太阳能电池的填充因子，进一步改善了电池性能，有利于大规模推广应用。
2、为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种异质结pbs量子点太阳能电池，所述异质结pbs量子点太阳能电池包括层叠设置的导电玻璃层、p-n结层、量子点残余层和金属电极层。
4、所述p-n结层为纳米图案化结构，且以zno纳米颗粒为n型层，以pbs量子点为p型层。
5、所述量子点残余层中的量子点材质为pbs。
6、本专利技术提供的异质结pbs量子点太阳能电池采用纳米图案化结构的p-n结层，改善了电池对光的吸收和捕获效果，有助于具有短载流子扩散长度的太阳能电池的电荷收集。
7、此外，本专利技术在电池中引入与pbs量子点具有相似光学特性但电子惰性的zno纳米颗粒作为有效的光学天线，使得电荷生成更靠近收集接触层，从而提升了太阳能电池的填充因子，进一步改善了电池性能，有利于大规模推广应用。
8、优选地，所述导电玻璃层的材质包括ito玻璃基片或fto玻璃基片。
9、优选地，所述导电玻璃层的厚度为100-350nm，例如可以是100nm、120nm、140nm、160nm、180nm、200nm、220nm、240nm、260nm、280nm、300nm、320nm、340nm或350nm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
10、优选地，所述p-n结层的厚度为20-40nm，例如可以是20nm、22nm、24nm、26nm、28nm、30nm、32nm、34nm、36nm、38nm或40nm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
11、优选地，所述量子点残余层的厚度为10-20nm，例如可以是10nm、11nm、12nm、13nm、14nm、15nm、16nm、17nm、18nm、19nm或20nm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
12、优选地，所述金属电极层的材质包括au。
13、优选地，所述金属电极层的厚度为80-120nm，例如可以是80nm、85nm、90nm、95nm、100nm、105nm、110nm、115nm或120nm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
14、第二方面，本专利技术提供一种如第一方面所述异质结pbs量子点太阳能电池的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
15、(1)合成zno纳米颗粒，并将所得zno纳米颗粒旋涂于导电玻璃基片的表面，得到纳米颗粒层；
16、(2)采用软性纳米压印技术对步骤(1)所得纳米颗粒层进行图案化处理，得到图案化纳米颗粒层；
17、(3)合成pbs量子点，并配制pbs量子点墨水；
18、(4)将步骤(3)所述pbs量子点墨水旋涂于图案化纳米颗粒层的表面，退火处理后进行固态配体交换，得到p-n结层和量子点残余层；
19、(5)在步骤(4)所得量子点残余层的表面沉积金属单质以制得金属电极层，最终得到异质结pbs量子点太阳能电池。
20、优选地，步骤(1)所述zno纳米颗粒的合成原料包括醋酸锌二水合物和氢氧化钾，并通过甲醇溶液反应制得。
21、优选地，步骤(1)所述导电玻璃基片包括ito玻璃基片或fto玻璃基片。
22、优选地，步骤(1)所述zno纳米颗粒溶解于甲醇和/或氯仿中进行旋涂。
23、优选地，步骤(1)所述旋涂的速率为1200-2500rpm，例如可以是1200rpm、1300rpm、1400rpm、1500rpm、1600rpm、1700rpm、1800rpm、1900rpm、2000rpm、2100rpm、2200rpm、2300rpm、2400rpm或2500rpm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
24、优选地，步骤(1)所述旋涂的时间为4-10s，例如可以是4s、5s、6s、7s、8s、9s或10s，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
25、优选地，步骤(2)所述软性纳米压印技术包括：将pdms印模盖在纳米颗粒层的表面，使得印模上的纳米图案转移至纳米颗粒层中，固化处理后剥离印模，完成图案化处理。
26、本专利技术中，所述pdms具体指代聚二甲基硅氧烷。
27、优选地，所述固化处理的温度为15-25℃，例如可以是15℃、16℃、17℃、18℃、19℃、20℃、21℃、22℃、23℃、24℃或25℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
28、优选地，所述固化处理的时间为5-25min，例如可以是5min、6min、8min、10min、12min、14min、16min、18min、20min、22min、24min或25min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
29、优选地，步骤(3)所述pds量子点的合成原料包括氧化铅、十八烷基醇、油酸和六亚甲基二硫烷。
30、优选地，步骤(3)所述pbs量子点墨水的配制采用溶液配体交换法进行。
31、优选地，步骤(4)所述旋涂的速率为1000-4500rpm，例如可以是1000rpm、1500rpm、2000rpm、2500rpm、3000本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种异质结PbS量子点太阳能电池，其特征在于，所述异质结PbS量子点太阳能电池包括层叠设置的导电玻璃层、P-N结层、量子点残余层和金属电极层；
2.根据权利要求1所述的异质结PbS量子点太阳能电池，其特征在于，所述导电玻璃层的材质包括ITO玻璃基片或FTO玻璃基片；
3.根据权利要求1或2所述的异质结PbS量子点太阳能电池，其特征在于，所述P-N结层的厚度为20-40nm；
4.根据权利要求1-3任一项所述的异质结PbS量子点太阳能电池，其特征在于，所述金属电极层的材质包括Au；
5.一种如权利要求1-4任一项所述异质结PbS量子点太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述ZnO纳米颗粒的合成原料包括醋酸锌二水合物和氢氧化钾，并通过甲醇溶液反应制得；
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述软性纳米压印技术包括：将PDMS印模盖在纳米颗粒层的表面，使得印模上的纳米图案转移至纳米颗粒层中，固化处理后剥离印
8.根据权利要求5-7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述PdS量子点的合成原料包括氧化铅、十八烷基醇、油酸和六亚甲基二硫烷；
9.根据权利要求5-8任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述沉积的方式包括真空蒸镀；
10.根据权利要求5-9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种异质结pbs量子点太阳能电池，其特征在于，所述异质结pbs量子点太阳能电池包括层叠设置的导电玻璃层、p-n结层、量子点残余层和金属电极层；
2.根据权利要求1所述的异质结pbs量子点太阳能电池，其特征在于，所述导电玻璃层的材质包括ito玻璃基片或fto玻璃基片；
3.根据权利要求1或2所述的异质结pbs量子点太阳能电池，其特征在于，所述p-n结层的厚度为20-40nm；
4.根据权利要求1-3任一项所述的异质结pbs量子点太阳能电池，其特征在于，所述金属电极层的材质包括au；
5.一种如权利要求1-4任一项所述异质结pbs量子点太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：张志宽，徐冰，冯浩贤，陈结峰，
申请(专利权)人：深圳扑浪量子半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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