[发明专利]一种三硫化二锑纳米棒阵列的制备方法及基于其的太阳电池

权利要求书

1.一种三硫化二锑纳米棒阵列的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将SbCl₃溶于DMF溶剂中，在室温下搅拌10-30分钟，得到浓度为0.5-1.5mol/L的SbCl₃溶液；然后，在所述SbCl₃溶液中加入硫脲，其中SbCl₃与硫脲的摩尔比为1:1.5-2，继续搅拌1-2小时，得到Sb₂S₃反应前驱液；

(2)将步骤(1)所得Sb₂S₃反应前驱液稀释至浓度为0.05-0.2mol/L，得到Sb₂S₃种子反应前驱液；

(3)将所述Sb₂S₃种子反应前驱液滴加到目标基底上，通过旋涂法成膜，得到Sb₂S₃种子反应前驱物薄膜；将所得的Sb₂S₃种子反应前驱物薄膜转移到惰性气体保护下的热台上，在250-330℃保持5-10分钟进行热退火处理，得到分散有Sb₂S₃种子晶体的目标基底；

(4)将步骤(1)制备的Sb₂S₃反应前驱液滴加到目标基底上，通过旋涂法成膜，得到Sb₂S₃反应前驱物薄膜；将所得的Sb₂S₃反应前驱物薄膜转移到惰性气体保护下的热台上，在250-330℃保持5-10分钟进行热退火处理，得到Sb₂S₃纳米棒阵列胚膜；

(5)重复进行步骤(4)若干次，也即重复进行若干次Sb₂S₃纳米棒阵列胚膜的生长后，即在目标基底上生长出Sb₂S₃纳米棒阵列。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所得Sb₂S₃纳米棒阵列的长度，可由Sb₂S₃反应前驱液的浓度和/或步骤(4)的重复次数控制。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述目标基底为生长有TiO₂纳米颗粒致密薄膜的FTO导电玻璃。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述惰性气体为氮气。

5.一种基于Sb₂S₃纳米棒阵列的太阳电池，其特征在于：包括玻璃衬底、沉积于玻璃衬底上的光阳极层、沉积于光阳极层上的电子传输层、生长于电子传输层上的Sb₂S₃纳米棒阵列、沉积于Sb₂S₃纳米棒阵列上的空穴传输层、以及沉积于空穴传输层上的电池阴极层。

6.根据权利要求5所述的太阳电池，其特征在于：所述Sb₂S₃纳米棒阵列按照权利要求1～4中任意一项所述的制备方法制得。

7.根据权利要求5所述的太阳电池，其特征在于：所述光阳极层为FTO层；所述的电子传输层为TiO₂纳米颗粒致密薄膜；所述的空穴传输层为共轭聚合物PTB7-th薄膜，且所述PTB7-th薄膜不深入渗透到Sb₂S₃纳米棒阵列的空隙之中；所述的电池阴极层为Au薄膜。

8.根据权利要求7所述的太阳电池，其特征在于：所述FTO层的厚度为300-400nm；所述TiO₂纳米颗粒致密薄膜的厚度为90-110nm；所述Sb₂S₃纳米棒阵列的长度为120-600nm、直径为50-240nm、纳米棒的数量密度约为20-80个/μm²；所述PTB7-th薄膜的厚度为40-80nm；所述Au薄膜的厚度为80-100nm。