CN102723212B - 氧化铟锡纳米纤维/硫化镉量子点太阳能电池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种以连续的ITO纳米纤维为传输层，电沉积CdS量子点为敏化剂的电池结构来制备量子点太阳能电池，并采用5％-40％的聚乙二醇PEG处理，来提高纳米纤维与FTO基底的结合强度，有利于电子的传输，减少电子传输中的复合、增加光吸收，从而提高电池的光电转化效率，并具有制备工艺简单，制备成本低廉，制备工艺稳定的特点。
Description
技术领域
本发明是关于太阳能电池的，尤其涉及一种提高氧化铟锡ITO纳米纤维与基底硫化镉FTO结合强度的量子点太阳能电池及其制备方法。
背景技术
进入21世纪，随着人类对地球资源的不断开发利用，能源危机以及环境污染已然为了人类必须去解决和面对的严重问题，而采用新一代的清洁能源来取代污染严重的石油，煤炭等能源是一条有效的途径。其中太阳能作为一种可再生清洁能源，并可持续利用，因此有着广阔的应用前景，太阳能电池的发展也越来越受到人们的关注。太阳能电池的发展经历了三代，第一代：以硅为基本材料，转换效率可以达到15%左右，目前已经商品化，但是成本较高；第二代：薄膜太阳电池，实验室转换效率为30%左右，但是污染比较严重。这两种电池虽然效率高，但是成本太高，很难真正地达到替代常规能源，从而限制了它们的广泛应用。第三代：染料敏化太阳能电池(DSSC)，这是一种新型的太阳能电池，以其成本低、制备工艺简单而受到世界各国研究者的广泛关注。但是DSSC经历了十几年的研究和发展，虽然工艺上不断的完善，但其转换效率已然为11%左右，没有重大突破，从而限制了它的应用。最近研究人员发现利用量子点的量子限制效应、多激子效应和小带效应等独特性能，可能突破太阳电池的转换效率极限，达到66%的转化效率，这引起了人们对量子点太阳能电池(quantum dot solar cells,QDSCs)的关注。
目前对于量子点太阳能电池已经开展了一些尝试性的研究。通常采用窄带隙量子点如CdS，PbS，Bi2S3，CdSe，CdTe和InP等来敏化宽禁带半导体TiO2或ZnO颗粒。以及利用能带匹配的两种量子点来共敏化氧化物传输层，进一步提高QDSCs的效率。但传统量子点太阳能电池的结构通常采用宽禁带半导体TiO2或ZnO颗粒作为传输层，之后在其外侧制备一层窄带隙的量子点作为敏化剂。或者将窄带隙的量子点制作成一层薄膜来作为光阳极，如肖脱基太阳能电池结构。这样的量子点太阳能电池结构设计严重影响电池效率的增加，制约着量子点太阳能电池的发展，主要原因在于：（1）采用TiO2或ZnO颗粒作为传输层，光生电子的传输路径非常的长，且传输电阻较大非常不利于电子的传输。（2）TiO2或ZnO颗粒表面有较多的缺陷，容易引起光生电子的复合，从而影响电池电流的增加，降低电池效率。（3）TiO2或ZnO颗粒作为传输层，即量子点附着的骨架，其较小的比表面积，不能吸附较多的量子点作为敏化剂，从而限制了其效率的提升。（3）对于薄膜型量子点太阳能电池，虽然量子点的含量较多，但电子在薄膜内传输没有较好的传输路径，且光生电子容易被薄膜中的空穴复合，从而制约了电池的效率提升。
因此合理的设计太阳能电池的结构，选择合适的传输材料作为传输层，有效的利用量子点所具有的优势是太阳能电池发展的光明的方向。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点和不足，提供一种以连续的ITO纳米纤维为传输层、电沉积CdS量子点为敏化剂的电池结构来制备量子点太阳能电池，并采用5%—40%的PEG处理，来提高ITO纳米纤维与掺杂氟的SnO2导电玻璃FTO基底的结合强度，有利于电子的传输，减少电子传输中的复合，增加光吸收，从而提高电池的光电转化效率，并具有制备工艺简单，工艺稳定，成本低廉的特点。
本发明通过下述技术方案予以实现。
一种氧化铟锡纳米纤维/硫化镉量子点太阳能电池，包括传输层与硫化镉CdS量子点阳极、电解液和铂阴极，其特征在于，所述传输层为氧化铟锡ITO纳米纤维，硫化镉CdS为敏化剂。
所述的ITO纳米纤维是采用5%—40%的聚乙二醇PEG处理过的纳米纤维。
氧化铟锡纳米纤维/硫化镉量子点太阳能电池的制备方法，具有如下步骤：
（1）将FTO玻璃即掺杂氟的SnO2导电玻璃，通过悬涂法制备一层聚乙烯吡咯烷酮PVP薄膜；
（2）按体积比3:1配置水与二甲基甲酰胺DMF的混合溶液10ml，之后加入0.094g—0.282g氯化锡，0.9g—2.7g硝酸铟，0.8g—2.4gPVP，0.3ml—0.9ml醋酸，于90℃下加热搅拌30分钟以配置纺丝液；
（3）将步骤（2）的纺丝液至于纺丝装置中，将步骤（1）的FTO玻璃置于纤维收集位置，同时设置纺丝电压为15KV，纺丝距离为15cm，纺丝10—30分钟，以获得PVP纳米纤维。
（4）取出步骤（3）制备好的PVP纳米纤维先于180℃退火半小时，之后取出纳米纤维，采用5%—40%的PEG溶液均匀地涂敷在纤维表面，待冷却至室温后，再于500℃退火半小时，获得ITO纳米纤维阳极。
（5）将步骤（4）制备的ITO纳米纤维阳极进行电化学沉积CdS量子点，电解液的参数为以二甲基亚砜DMSO作为溶剂，氯化铬CdCl2的浓度为0.055mol/L，硫粉的浓度为0.19mol/L；将电解液升温至110℃，待全部溶解后，以ITO纳米纤维为阴极，Pt为阳极；电解中的电流密度约为2.5mA/cm2，电沉积时间为10min；电沉积结束后将ITO纳米纤维/CdS量子点阳极于500℃退火半小时；
（6）将沙林Surlyn热封薄膜制作成中间为空心圆的框状结构并夹在ITO纳米纤维/CdS量子点阳极和Pt电极之间，加热后将电池封装在一起；电解液通过Pt电极预留的小孔，在真空作用下进行灌注后，同样利用沙林Surlyn热封薄膜将之密封，制得ITO纳米纤维/CdS量子点太阳能电池。
本发明的有益效果是，提供了一种制备工艺简单，成本低廉、工艺稳定的ITO纳米纤维/CdS量子点太阳能电池；并采用5%—40%PEG处理提高了ITO纳米纤维与基底FTO导电玻璃的结合强度。
附图说明
图1是为ITO纳米纤维的扫描电子显微镜照片；
图2是10%PEG处理后的ITO纳米纤维的扫描电子显微镜照片；
图3是为ITO纳米纤维/CdS量子点的扫描电子显微镜照片；
图4是实施例1采用含量为0.094g氯化锡，0.9g硝酸铟，0.8gPVP制备的ITO纳米纤维/CdS量子点阳极的扫描电镜照片；
图5是实施例5采用含量为0.282g氯化锡，2.7g硝酸铟，2.4gPVP制备的ITO纳米纤维/CdS量子点阳极的扫描电镜照片。
图6是实例1纺丝时间为10分钟，实例2纺丝时间为20分钟，实例3纺丝时间为30分钟ITO纳米纤维/CdS量子点太阳能电池与CdS薄膜太阳能电池的效率对比图。
具体实施方式
本发明所用原料均为市售的化学纯原料。
在本发明的制备方法中，ITO纳米纤维作为骨架，为CdS量子点的包覆提供了位点，而采用5%—40%PEG处理工艺，有效提高了ITO纳米纤维与基底FTO玻璃的结合强度，最终经500℃退火后，提高了ITO纳米纤维与CdS的结晶性，有利于电子的传输，从而促进了电池效率的提升，参见图1是为ITO纳米纤维的扫描电子显微镜照片，表明ITO纳米纤维处于一种均匀连续的形态；图2是10%PEG处理后的ITO纳米纤维的扫描电子显微镜照片，结果表明10%PEG处理能有效提高ITO纳米纤维与基底的结合强度且不会破坏纤维的表面形貌；图3是为ITO纳米纤维/CdS量子点的扫描电子显微镜照片，SEM图片显示CdS量子点能均匀包覆ITO纳米纤维。
具体实施例如下：
实施例1
将FTO玻璃（掺杂氟的SnO2导电玻璃）通过悬涂法制备一层聚乙烯吡咯烷酮PVP薄膜；同时按体积比3:1配置水与二甲基甲酰胺DMF的混合溶液10ml，并加入0.094g氯化锡，0.9g硝酸铟，0.8gPVP，并加入0.1ml醋酸，于90℃下加热搅拌30分钟以配置纺丝液。将纺丝液至于纺丝装置中，将FTO玻璃置于纤维收集位置，同时设置纺丝电压为15KV，纺丝距离为15cm，纺丝10分钟，以获得PVP纳米纤维。取出制备好的PVP纳米纤维先进行180℃退火半小时，之后取出纳米纤维，采用10%的PEG溶液均匀的涂敷在纤维表面，待冷却至室温后，再进行500℃退火半小时，以获得ITO纳米纤维阳极。将制备的ITO纳米纤维阳极进行电化学沉积CdS量子点。电解液的参数为以二甲基亚砜(DMSO)作为溶剂，氯化铬CdCl2的浓度为0.055mol/L，硫粉的浓度为0.19mol/L。将电解液升温至110°C，待全部溶解后，以ITO纳米纤维为阴极，Pt为阳极。电解中的电流密度约为2.5mA/cm2，电沉积时间为10min。电沉积结束后将ITO纳米纤维/CdS量子点阳极进行500℃退火半小时。由图4可以看到得到了ITO纳米纤维拥有较好的连续性，CdS量子点均匀的包覆在ITO纳米纤维表面。之后将沙林Surlyn热封薄膜制作成中间为空心圆的框状结构并夹在ITO纳米纤维/CdS量子点阳极和Pt电极之间，加热后将电池封装在一起；电解液通过Pt电极预留的小孔，在真空作用下进行灌注后，同样利用沙林Surlyn热封薄膜将之密封，制得ITO纳米纤维/CdS量子点太阳能电池。
实施例2
将FTO玻璃（掺杂氟的SnO2导电玻璃）通过悬涂法制备一层聚乙烯吡咯烷酮PVP薄膜；同时按体积比3:1配置水与二甲基甲酰胺DMF的混合溶液10ml，并加入0.094g氯化锡，0.9g硝酸铟，0.8gPVP，并加入0.1ml醋酸，于90℃下加热搅拌30分钟以配置纺丝液。将纺丝液至于纺丝装置中，将FTO玻璃置于纤维收集位置，同时设置纺丝电压为15KV，纺丝距离为15cm，纺丝20分钟，以获得PVP纳米纤维。取出制备好的PVP纳米纤维先进行180℃退火半小时，之后取出纳米纤维，采用10%的PEG溶液均匀的涂敷在纤维表面，待冷却至室温后，再进行500℃退火半小时，以获得ITO纳米纤维阳极。将制备的ITO纳米纤维阳极进行电化学沉积CdS量子点。电解液的参数为以二甲基亚砜(DMSO)作为溶剂，氯化铬CdCl2的浓度为0.055mol/L，硫粉的浓度为0.19mol/L。将电解液升温至110°C，待全部溶解后，以ITO纳米纤维为阴极，Pt为阳极。电解中的电流密度约为2.5mA/cm2，电沉积时间为10min。电沉积结束后将ITO纳米纤维/CdS量子点阳极进行500℃退火半小时。由图4可以看到得到了ITO纳米纤维拥有较好的连续性，CdS量子点均匀的包覆在ITO纳米纤维表面。之后将沙林Surlyn热封薄膜制作成中间为空心圆的框状结构并夹在ITO纳米纤维/CdS量子点阳极和Pt电极之间，加热后将电池封装在一起；电解液通过Pt电极预留的小孔，在真空作用下进行灌注后，同样利用沙林Surlyn热封薄膜将之密封，制得ITO纳米纤维/CdS量子点太阳能电池。
实施例3
将FTO玻璃（掺杂氟的SnO2导电玻璃）通过悬涂法制备一层聚乙烯吡咯烷酮PVP薄膜；同时按体积比3:1配置水与二甲基甲酰胺DMF的混合溶液10ml，并加入0.094g氯化锡，0.9g硝酸铟，0.8gPVP，并加入0.1ml醋酸，于90℃下加热搅拌30分钟以配置纺丝液。将纺丝液至于纺丝装置中，将FTO玻璃置于纤维收集位置，同时设置纺丝电压为15KV，纺丝距离为15cm，纺丝30分钟，以获得PVP纳米纤维。取出制备好的PVP纳米纤维先进行180℃退火半小时，之后取出纳米纤维，采用10%的PEG溶液均匀的涂敷在纤维表面，待冷却至室温后，再进行500℃退火半小时，以获得ITO纳米纤维阳极。将制备的ITO纳米纤维阳极进行电化学沉积CdS量子点。电解液的参数为以二甲基亚砜(DMSO)作为溶剂，氯化铬CdCl2的浓度为0.055mol/L，硫粉的浓度为0.19mol/L。将电解液升温至110°C，待全部溶解后，以ITO纳米纤维为阴极，Pt为阳极。电解中的电流密度约为2.5mA/cm2，电沉积时间为10min。电沉积结束后将ITO纳米纤维/CdS量子点阳极进行500℃退火半小时。由图4可以看到得到了ITO纳米纤维拥有较好的连续性，CdS量子点均匀的包覆在ITO纳米纤维表面。之后将沙林Surlyn热封薄膜制作成中间为空心圆的框状结构并夹在ITO纳米纤维/CdS量子点阳极和Pt电极之间，加热后将电池封装在一起；电解液通过Pt电极预留的小孔，在真空作用下进行灌注后，同样利用沙林Surlyn热封薄膜将之密封，制得ITO纳米纤维/CdS量子点太阳能电池。
图6是实例1纺丝时间为10分钟，实例2纺丝时间为20分钟，实例3纺丝时间为30分钟ITO纳米纤维/CdS量子点太阳能电池与CdS薄膜太阳能电池的效率对比图。由图中可以看到纺丝时间为10分钟，20分钟，30分钟的ITO/CdS量子点太阳能电池的电池效率均大于薄膜CdS量子点太阳能电池的效率，且在纺丝时间为20分钟时，电池效率达到最大值，最大电流为9.27mA/cm2，电池的各项参数均高于薄膜CdS量子点太阳能电池，说明以连续的ITO纳米纤维为传输层、电沉积CdS量子点为敏化剂的电池结构可以有效提高太阳能电池的效率。
实施例4
将FTO玻璃（掺杂氟的SnO2导电玻璃）通过悬涂法制备一层聚乙烯吡咯烷酮PVP薄膜；同时按体积比3:1配置水与二甲基甲酰胺DMF的混合溶液10ml，并加入0.094g氯化锡，0.9g硝酸铟，0.8gPVP并加入0.1ml醋酸，于90℃下加热搅拌30分钟以配置纺丝液。将纺丝液至于纺丝装置中，将FTO玻璃置于纤维收集位置，同时设置纺丝电压为15KV，纺丝距离为15cm，纺丝10分钟，以获得PVP纳米纤维。取出制备好的PVP纳米纤维先进行180℃退火半小时，之后取出纳米纤维，采用40%的PEG溶液均匀的涂敷在纤维表面，待冷却至室温后，再进行500℃退火半小时，以获得ITO纳米纤维阳极。将制备的ITO纳米纤维阳极进行电化学沉积CdS量子点。电解液的参数为以二甲基亚砜(DMSO)作为溶剂，氯化铬CdCl2的浓度为0.055mol/L，硫粉的浓度为0.19mol/L。将电解液升温至110°C，待全部溶解后，以ITO纳米纤维为阴极，Pt为阳极。电解中的电流密度约为2.5mA/cm2，电沉积时间为10min。电沉积结束后将ITO纳米纤维/CdS量子点阳极进行500℃退火半小时。之后将沙林Surlyn热封薄膜制作成中间为空心圆的框状结构并夹在ITO纳米纤维/CdS量子点阳极和Pt电极之间，加热后将电池封装在一起；电解液通过Pt电极预留的小孔，在真空作用下进行灌注后，同样利用沙林Surlyn热封薄膜将之密封，制得ITO纳米纤维/CdS量子点太阳能电池。
实施例5
将FTO玻璃（掺杂氟的SnO2导电玻璃）通过悬涂法制备一层聚乙烯吡咯烷酮PVP薄膜；同时按体积比3:1配置水与二甲基甲酰胺DMF的混合溶液10ml，并加入0.282g氯化锡，2.7g硝酸铟，2.4gPVP并加入0.3ml醋酸，于90℃下加热搅拌30分钟以配置纺丝液。将纺丝液至于纺丝装置中，将FTO玻璃置于纤维收集位置，同时设置纺丝电压为15KV，纺丝距离为15cm，纺丝10分钟，以获得PVP纳米纤维。取出制备好的PVP纳米纤维先进行180℃退火半小时，之后取出纳米纤维，采用10%的PEG溶液均匀的涂敷在纤维表面，待冷却至室温后，再进行500℃退火半小时，已获得ITO纳米纤维阳极。将制备的ITO纳米纤维阳极进行电化学沉积CdS量子点。电解液的参数为以二甲基亚砜(DMSO)作为溶剂，氯化铬CdCl2的浓度为0.055mol/L，硫粉的浓度为0.19mol/L。将电解液升温至110°C，待全部溶解后，以ITO纳米纤维为阴极，Pt为阳极。电解中的电流密度约为2.5mA/cm2，电沉积时间为10min。电沉积结束后将ITO纳米纤维/CdS量子点阳极进行500℃退火半小时。由图5可以看到得到了ITO纳米纤维数量逐渐增多，纤维直径变的较粗，CdS量子点的包覆也随着增加，纤维与纤维之间孔隙率较低。之后将沙林Surlyn热封薄膜制作成中间为空心圆的框状结构并夹在ITO纳米纤维/CdS量子点阳极和Pt电极之间，加热后将电池封装在一起；电解液通过Pt电极预留的小孔，在真空作用下进行灌注后，同样利用沙林Surlyn热封薄膜将之密封，制得ITO纳米纤维/CdS量子点太阳能电池。
实施例6
将FTO玻璃（掺杂氟的SnO2导电玻璃）通过悬涂法制备一层聚乙烯吡咯烷酮PVP薄膜；同时按体积比3:1配置水与二甲基甲酰胺DMF的混合溶液10ml，并加入0.282g氯化锡，2.7g硝酸铟，2.4gPVP并加入0.3ml醋酸，于90℃下加热搅拌30分钟以配置纺丝液。将纺丝液至于纺丝装置中，将FTO玻璃置于纤维收集位置，同时设置纺丝电压为15KV，纺丝距离为15cm，纺丝10分钟，以获得PVP纳米纤维。取出制备好的PVP纳米纤维先进行180℃退火半小时，之后取出纳米纤维，采用30%的PEG溶液均匀的涂敷在纤维表面，待冷却至室温后，再进行500℃退火半小时，已获得ITO纳米纤维阳极。将制备的ITO纳米纤维阳极进行电化学沉积CdS量子点。电解液的参数为以二甲基亚砜(DMSO)作为溶剂，氯化铬CdCl2的浓度为0.055mol/L，硫粉的浓度为0.19mol/L。将电解液升温至110°C，待全部溶解后，以ITO纳米纤维为阴极，Pt为阳极。电解中的电流密度约为2.5mA/cm2，电沉积时间为10min。电沉积结束后将ITO纳米纤维/CdS量子点阳极进行500℃退火半小时。之后将沙林Surlyn热封薄膜制作成中间为空心圆的框状结构并夹在ITO纳米纤维/CdS量子点阳极和Pt电极之间，加热后将电池封装在一起；电解液通过Pt电极预留的小孔，在真空作用下进行灌注后，同样利用沙林Surlyn热封薄膜将之密封，制得ITO纳米纤维/CdS量子点太阳能电池。
实施例7
将FTO玻璃（掺杂氟的SnO2导电玻璃）通过悬涂法制备一层聚乙烯吡咯烷酮PVP薄膜；同时按体积比3:1配置水与二甲基甲酰胺DMF的混合溶液10ml，并加入0.188g氯化锡，1.8g硝酸铟，1.6gPVP并加入0.2ml醋酸，于90℃下加热搅拌30分钟以配置纺丝液。将纺丝液至于纺丝装置中，将FTO玻璃置于纤维收集位置，同时设置纺丝电压为15KV，纺丝距离为15cm，纺丝10分钟，以获得PVP纳米纤维。取出制备好的PVP纳米纤维先进行180℃退火半小时，之后取出纳米纤维，采用10%的PEG溶液均匀的涂敷在纤维表面，待冷却至室温后，再进行500℃退火半小时，以获得ITO纳米纤维阳极。将制备的ITO纳米纤维阳极进行电化学沉积CdS量子点。电解液的参数为以二甲基亚砜(DMSO)作为溶剂，氯化铬CdCl-2的浓度为0.055mol/L，硫粉的浓度为0.19mol/L。将电解液升温至110°C，待全部溶解后，以ITO纳米纤维为阴极，Pt为阳极。电解中的电流密度约为2.5mA/cm2，电沉积时间为10min。电沉积结束后将ITO纳米纤维/CdS量子点阳极进行500℃退火半小时。之后将沙林Surlyn热封薄膜制作成中间为空心圆的框状结构并夹在ITO纳米纤维/CdS量子点阳极和Pt电极之间，加热后将电池封装在一起；电解液通过Pt电极预留的小孔，在真空作用下进行灌注后，同样利用沙林Surlyn热封薄膜将之密封，制得ITO纳米纤维/CdS量子点太阳能电池。
实施例8
将FTO玻璃（掺杂氟的SnO2导电玻璃）通过悬涂法制备一层聚乙烯吡咯烷酮PVP薄膜；同时按体积比3:1配置水与二甲基甲酰胺DMF的混合溶液10ml，并加入0.188g氯化锡，1.8g硝酸铟，1.6gPVP并加入0.2ml醋酸，于90℃下加热搅拌30分钟以配置纺丝液。将纺丝液至于纺丝装置中，将FTO玻璃置于纤维收集位置，同时设置纺丝电压为15KV，纺丝距离为15cm，纺丝10分钟，以获得PVP纳米纤维。取出制备好的PVP纳米纤维先进行180℃退火半小时，之后取出纳米纤维，采用40%的PEG溶液均匀的涂敷在纤维表面，待冷却至室温后，再进行500℃退火半小时，以获得ITO纳米纤维阳极。将制备的ITO纳米纤维阳极进行电化学沉积CdS量子点。电解液的参数为以二甲基亚砜(DMSO)作为溶剂，氯化铬CdCl-2的浓度为0.055mol/L，硫粉的浓度为0.19mol/L。将电解液升温至110°C，待全部溶解后，以ITO纳米纤维为阴极，Pt为阳极。电解中的电流密度约为2.5mA/cm2，电沉积时间为10min。电沉积结束后将ITO纳米纤维/CdS量子点阳极进行500℃退火半小时。之后将沙林Surlyn热封薄膜制作成中间为空心圆的框状结构并夹在ITO纳米纤维/CdS量子点阳极和Pt电极之间，加热后将电池封装在一起；电解液通过Pt电极预留的小孔，在真空作用下进行灌注后，同样利用沙林Surlyn热封薄膜将之密封，制得ITO纳米纤维/CdS量子点太阳能电池。
实施例9
将FTO玻璃（掺杂氟的SnO2导电玻璃）通过悬涂法制备一层聚乙烯吡咯烷酮PVP薄膜；同时按体积比3:1配置水与二甲基甲酰胺DMF的混合溶液10ml，并加入0.188g氯化锡，1.8g硝酸铟，1.6gPVP并加入0.2ml醋酸，于90℃下加热搅拌30分钟以配置纺丝液。将纺丝液至于纺丝装置中，将FTO玻璃置于纤维收集位置，同时设置纺丝电压为15KV，纺丝距离为15cm，纺丝10分钟，以获得PVP纳米纤维。取出制备好的PVP纳米纤维先进行180℃退火半小时，之后取出纳米纤维，采用20%的PEG溶液均匀的涂敷在纤维表面，待冷却至室温后，再进行500℃退火半小时，以获得ITO纳米纤维阳极。将制备的ITO纳米纤维阳极进行电化学沉积CdS量子点。电解液的参数为以二甲基亚砜(DMSO)作为溶剂，氯化铬CdCl-2的浓度为0.055mol/L，硫粉的浓度为0.19mol/L。将电解液升温至110°C，待全部溶解后，以ITO纳米纤维为阴极，Pt为阳极。电解中的电流密度约为2.5mA/cm2，电沉积时间为10min。电沉积结束后将ITO纳米纤维/CdS量子点阳极进行500℃退火半小时。之后将沙林Surlyn热封薄膜制作成中间为空心圆的框状结构并夹在ITO纳米纤维/CdS量子点阳极和Pt电极之间，加热后将电池封装在一起；电解液通过Pt电极预留的小孔，在真空作用下进行灌注后，同样利用沙林Surlyn热封薄膜将之密封，制得ITO纳米纤维/CdS量子点太阳能电池。
Claims (2)
1.一种氧化铟锡纳米纤维/硫化镉量子点太阳能电池，包括传输层与硫化镉CdS量子点阳极、电解液和铂阴极，其特征在于，所述传输层为氧化铟锡ITO纳米纤维，硫化镉CdS量子点为敏化剂；
该氧化铟锡纳米纤维/硫化镉量子点太阳能电池的制备方法，具有如下步骤：
(1)将FTO玻璃即掺杂氟的SnO2导电玻璃，通过悬涂法制备一层聚乙烯吡咯烷酮PVP薄膜；
(2)按体积比3:1配置水与二甲基甲酰胺DMF的混合溶液10ml，之后加入0.094g—0.282g氯化锡，0.9g—2.7g硝酸铟，0.8g—2.4gPVP，0.3ml—0.9ml醋酸，于90℃下加热搅拌30分钟以配置纺丝液；
(3)将步骤(2)的纺丝液置于纺丝装置中，将步骤(1)的FTO玻璃置于纤维收集位置，同时设置纺丝电压为15KV，纺丝距离为15cm，纺丝10—30分钟，以获得PVP纳米纤维；
(4)取出步骤(3)制备好的PVP纳米纤维先于180℃退火半小时，之后取出纳米纤维，采用5％—40％的PEG溶液均匀地涂敷在纤维表面，待冷却至室温后，再于500℃退火半小时，获得ITO纳米纤维阳极；
(5)将步骤(4)制备的ITO纳米纤维阳极进行电化学沉积CdS量子点，电解液的参数为以二甲基亚砜DMSO作为溶剂，氯化铬CdCl2的浓度为0.055mol/L，硫粉的浓度为0.19mol/L；将电解液升温至110℃，待全部溶解后，以ITO纳米纤维为阴极，Pt为阳极；电解中的电流密度约为2.5mA/cm2，电沉积时间为10min；电沉积结束后将ITO纳米纤维/CdS量子点阳极于500℃退火半小时；
(6)将沙林Surlyn热封薄膜制作成中间为空心圆的框状结构并夹在ITO纳米纤维/CdS量子点阳极和Pt电极之间，加热后将电池封装在一起；电解液通过Pt电极预留的小孔，在真空作用下进行灌注后，同样利用沙林Surlyn热封薄膜将之密封，制得ITO纳米纤维/CdS量子点太阳能电池。
2.根据权利要求1的氧化铟锡纳米纤维/硫化镉量子点太阳能电池，其特征在于，所述的ITO纳米纤维是采用5％—40％的聚乙二醇PEG处理过的纳米纤维。
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