一种可控制备量子点敏化宽禁带半导体电极的电化学方法技术

本发明专利技术公开了一种用于太阳能电池的量子点敏化宽禁带半导体电极的制备方法，该方法包括以下步骤：首先在FTO导电玻璃上制备宽禁带半导体电极(如TiO2、ZnO、SnO2等)；然后以此电极为阴极，以惰性电极为阳极，将阴极和阳极置于配置好的电解液中，并向阴极施加一个恒电流，通过氧化还原反应析出量子点吸附在宽禁带半导体电极表面；最后通过逐层离子吸附与反应法(SILAR)在制备好的量子点敏化电极上包覆一层ZnS钝化层。本发明专利技术的优点在于操作简单，制备时间短，可控性强；通过对电化学参数的优化可以实现量子点在半导体电极表面的均匀生长；同时ZnS钝化层的存在抑制了光生电子的复合，有效提高了电池性能。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于太阳能利用和纳米材料领域，具体涉及一种可控制备量子点敏化宽禁带半导体电极的电化学方法。
技术介绍
量子点敏化太阳能电池(简写成QDSSC)是上世纪90年代出现的一种第三代太阳能电池，其结构与传统的染料敏化太阳能电池(简写成DSSC)类似，主要由大比表面积的宽禁带半导体电极、量子点光敏剂、氧化还原电解质、对电极和导电基底等几部分组成，只是用窄禁带的无机半导体量子点(QD)取代了染料作为吸收太阳光的光敏剂。与染料相比，半导体量子点因具有较高的摩尔消光系数(W. W. Yu等，Chem. Mater.，2003, 15，第2854-2860页)和可调控的能带结构(E. H. Sargent, Adv. Mater. , 2008, 20,第3958-3964页)而被认为是一种理想的可用于敏化太阳电池的吸光材料；此外，QDSSC能通过量子点特有的碰撞 电离效应得到高于100%的量子产率(J. B. Sambur等，Science, 2010，330，第63-66页)，如果能够将这些光生电子成功利用，QDSSC的理论光电转化效率可以达到44% ;通过对量子点粒径的控制，或是混用不同吸光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可控制备量子点敏化宽禁带半导体电极的电化学方法，其特征在于包括以下步骤：1）多孔纳米晶电极的制备：将TiO2、SnO2或ZnO浆料通过丝网印刷法涂覆在清洗干净的FTO导电玻璃表面，然后放入马弗炉中于500℃下烧结30min，在FTO导电玻璃表面形成厚度为8～12μm的多孔TiO2、多孔SnO2或多孔ZnO纳米晶电极；2)电沉积溶液的配制：前躯液的制备：将2mmol的Se粉或Te粉、8mmol的Na2SO3和50ml去离子水搅拌均匀后在70？100℃的下加热回流形成无色透明的溶液，冷却至室温形成0.04mol/L的Na2SeSO3或Na2TeSO3溶液；镉前驱液的制备：将0.8mmol的Cd...

【技术特征摘要】
1.一种可控制备量子点敏化宽禁带半导体电极的电化学方法，其特征在于包括以下步骤 O多孔纳米晶电极的制备 将Ti02、Sn02或ZnO浆料通过丝网印刷法涂覆在清洗干净的FTO导电玻璃表面，然后放入马弗炉中于500°C下烧结30min，在FTO导电玻璃表面形成厚度为8 12μπι的多孔Ti02、多孔SnO2或多孔ZnO纳米晶电极； 2)电沉积溶液的配制 前躯液的制备将2mmol的Se粉或Te粉、8mmol的Na2SO3和50ml去离子水搅拌均匀后在70-100°C的下加热回流形成无色透明的溶液,冷却至室温形成O. 04mol/L的Na2SeSO3或Na2TeSO3溶液； 镉前驱液的制备将O. 8mmol的Cd(CH3COO)2和I. 6mmol乙二胺四乙酸二钠溶于20ml的去离子水中，搅拌均匀后形成O. 04mol/L的的镉前驱液； 电沉积溶液的制备取20ml的Na2SeSO3或Na2TeSO3溶液加入到镉前驱液中，均匀搅拌IOmin后，用lmol/L的NaOH水溶液调节pH值为7. 5-8即形成CdSe或CdTe电沉积溶液； 3)电化学法沉积CdSe或CdTe量子点 在室温下，采用两电极体系进行恒电流法电化学沉积CdSe或CdTe，以涂覆有多孔TiO2、多孔SnO2或多孔ZnO纳米晶的FTO为工作电极，惰性电极为对电极，两电极间的距离为O. 5-2cm，将电极置于电沉...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪敏强，宋孝辉，邓建平，姚熹，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：