[发明专利]一种量子点太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明提供了一种量子点太阳能电池，包括依次层叠设置的导电衬底、界面缓冲层、n型PbS量子点层、p型PbS量子点层和电极层；所述界面缓冲层的材料为Al₂O₃、ZnO和SnO₂中的至少一种。本发明以金属氧化物Al₂O₃、ZnO和SnO₂中的至少一种作为界面缓冲层的材料，能够有效地钝化导电衬底与n型PbS量子点层的界面缺陷，调节能带结构，有效提高了量子点太阳能电池的光电性能；同时将吸光层和空穴传输层即n型PbS量子点层和p型PbS量子点层相邻设置，形成p‑n结，从而进一步提高了界面处载流子的提取效率，同时有效抑制回滞现象的产生。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种量子点太阳能电池及其制备方法。

背景技术

随着光伏技术的发展，将光能转换为电能的太阳能电池日益成为人类研究的重点。量子点作为一种具有高吸收系数、能够吸收全光谱太阳光的材料，被广泛应用于太阳能电池领域。

目前，无电子传输层的量子点太阳能电池结构发展迅速。无电子传输层的量子点太阳能电池是通过n型的PbS吸光层和p型的PbS空穴传输层来构成p/n量子结结构，以达到电荷分离和收集的效果。但是，无电子传输层的量子结器件在界面处具有很严重的界面复合，这些界面复合不仅影响器件载流子的提取效率，也会使得器件具有较显著的回滞现象。因此，有必要对这种无电子传输层的量子点太阳能电池的结构进行改进，以提高器件载流子的提取效率，并减小回滞现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种量子点太阳能电池及其制备方法。本发明提供的量子点太阳能电池能够有效提高器件载流子的提取效率，减小回滞现象。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种量子点太阳能电池，包括依次层叠设置的导电衬底、界面缓冲层、n型PbS量子点层、p型PbS量子点层和电极层；

所述界面缓冲层的材料为Al₂O₃、ZnO和SnO₂中的至少一种。

优选地，所述界面缓冲层的厚度为1～5nm。

优选地，所述界面缓冲层的厚度为3～4nm。

优选地，所述n型PbS量子点层的材料为PbI₂包覆的PbS量子点；所述n型PbS量子点层的厚度为200～400nm。

优选地，所述p型PbS量子点层的材料为1,2-乙二硫醇配体包覆的PbS量子点；所述p型PbS量子点层的厚度为10～80nm。

优选地，所述电极层的材料为金或铝；所述电极层的厚度为80～100nm。

本发明还提供了上述技术方案所述量子点太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

在导电衬底上采用原子层沉积的方法生长界面缓冲层；

在所述界面缓冲层的表面采用旋涂的方法制备n型PbS量子点层；

在所述n型PbS量子点层的表面制备p型PbS量子点层；

在所述p型PbS量子点层的表面采用真空热蒸发的方法制备电极层。

优选地，所述原子层沉积的生长源为三甲基铝、二乙基锌和四(二甲氨基)锡中的至少一种。

优选地，所述原子层沉积的生长温度为100～200℃，生长循环层数为5层或30～150层。

优选地，所述旋涂的转速为1000～3000r/min。