[发明专利]一种Er掺杂碳量子点辅助的新型光阳极及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种Er掺杂碳量子点辅助的光阳极的制备方法，其特征在于，所述的Er掺杂碳量子点辅助的光阳极是CdS/Er-CQDs/TiO₂，制备方法包括如下步骤：将镀有Er-CQDs/TiO₂薄膜的FTO玻璃依次在硝酸镉溶液中沉浸1 min，甲醇漂洗，空气中干燥1 min，在Na₂S溶液中沉浸1min，甲醇漂洗，空气中干燥1 min；重复6-8次；所述的硝酸镉溶液由硝酸镉、水和甲醇混合制成；所述的Na₂S溶液由Na₂S、水和甲醇混合制成。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的镀有Er-CQDs/TiO₂薄膜的FTO玻璃的制备方法包括如下步骤：将镀有TiO₂薄膜的FTO玻璃浸入Er-CQDs的水溶液中，在室温下静置24 h，50 °C干燥。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的Er-CQDs的制备方法包括如下步骤：将三乙四胺六乙酸和氧化铒溶于去离子水中，加热回流至溶液透明，调节溶液pH至5，再将溶液浓缩，最后将浓缩溶液转移至聚四氟乙烯反应釜中，加热至180℃，保持10 h，冷却至室温。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的镀有TiO₂薄膜的FTO玻璃的制备方法包括如下步骤：将去离子水、浓硝酸和无水乙醇混合均匀，然后逐滴加入钛酸四丁酯的乙醇溶液，搅拌陈化5 h，得到的透明二氧化钛溶胶以1800转/分钟，在FTO玻璃上旋涂20 s，80℃干燥，冷却至室温，重复旋涂、干燥、冷却步骤2-4次后，转入马弗炉550℃煅烧1 h。

5.按照权利要求1所述的方法制备的Er掺杂碳量子点辅助的光阳极在量子点敏化太阳能电池上的应用，其特征在于，方法如下：将多硫化物电解液滴加在CdS/Er-CQDs/TiO₂光阳极的CdS/Er-CQDs/TiO₂薄膜上，接着将Cu₂S对电极盖在滴有多硫化物电解液的CdS/Er-CQDs/TiO₂薄膜上形成一个三明治结构，用胶膜将光阳极和对电极隔离开。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述的Cu₂S对电极的制备方法包括如下步骤：将CuSO₄·5H₂O溶于无氧去离子水中，搅拌至完全溶解后加入Na₂S₂O₃·5H₂O，得混合液，将FTO玻璃的导电面朝下倾斜浸入混合液中，保持90 ℃水浴1 h后，用去离子水冲洗，空气中干燥。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述的多硫化物电解液是将Na₂S、S粉和KCl溶解在甲醇和水的混合溶液中，制备而成。