CN105679858A - 一种基于纳米晶复合中心的叠层太阳能电池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于纳米晶复合中心的叠层太阳能电池及其制备方法。具体而言，该制备方法包括以下三步：1）前置子电池的制备；2）复合中心的制备；以及3）后置子电池的制备。本发明采用硫化铅纳米晶作为复合中心的空穴传输层，既具备溶剂法制程操作简单的特点，又具备传统溶剂法材料所欠缺的器件稳定性；新型复合中心与硫化铅胶体量子点太阳能电池体系更加兼容，其效率远远高于目前已报道的硫化铅量子点叠层器件；整个制备过程的温度控制在140℃以内，且均在空气中进行，工艺简单，无需惰性气体氛围。本发明的制备方法突破了现有的技术瓶颈，为进一步提升器件的光电转化效率以及促进其商业化发展提供了一定的指导作用。
Description
技术领域
本发明属于光伏材料技术领域，具体涉及一种基于纳米晶复合中心的叠层太阳能电池及其制备方法。
背景技术
溶剂法制程是一种非常有前景的光伏器件制备技术，其可以有效降低生产成本，获得柔性、大面积、轻便的下一代光伏器件。然而，对于大多数现有的可兼容溶剂法制程的光伏材料而言，都不可避免地具有器件寿命短、材料成本高以及制备过程需要惰性气体氛围等缺点。
胶体量子点（Colloidal Quantum Dots，CQDs），又称为胶体纳米晶，由于其具有较高的吸收系数、量子限域效应以及多重激子效应等特点，因此近年来受到广泛关注，尤其是近几年在光伏领域中的应用更是惹人注目。通过配体的选择以及量子点表面的钝化，单节胶体量子点太阳能器件能够在空气中制备，而无需惰性气体氛围，并且具备出色的稳定性。但是，对于绝大多数的单节太阳能器件而言，两种能量损失途径是不可避免的，即高能光子的热损耗以及低能光子的透射。对此，能够有效减少能量损耗的方法就是制备叠层器件。胶体量子点因其独特的量子限域效应、多重激子效应以及层层制备工艺（layer-by-layer，LBL），非常适合于制备叠层器件。
到目前为止，关于单节胶体量子点的文献报道很多，但罕有关于叠层太阳能电池的研究。2011年，Sargent课题组首次提出并成功制备胶体量子点叠层器件，两节子电池通过一种逐级复合中心串联，其光电转化效率可达4.3%。然而，其复合中心的制备工艺非常复杂，分别由氧化钼、氧化铟锡、铝掺杂氧化锌以及氧化钛堆叠而成，并且均采用磁控溅射的方法制备。复杂的结构及制备工艺导致针对叠层器件的研究远远滞后于针对单节胶体量子点太阳能电池的研究。因此，寻找一种可兼容胶体量子点器件，结构及制备工艺简单的复合中心，并利用该复合中心制备叠层太阳能电池已成为本领域研究与开发的关键技术难题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于纳米晶复合中心的叠层太阳能电池的制备方法，该方法可兼容低温溶剂法制程。此外，本发明的另一个目的在于提供根据上述制备方法获得的基于纳米晶复合中心的叠层太阳能电池。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于纳米晶复合中心的叠层太阳能电池的制备方法，其包括以下步骤：
1）前置子电池的制备：
按照二水合乙酸锌:2-甲氧基乙醇:乙醇胺=50~1000mg:1~10mL:10~1000μL的比例，将上述三种组分混合并搅拌均匀，得到氧化锌前驱体溶液，然后将其旋涂于氧化铟锡（ITO）导电玻璃上，在相对湿度为90%的条件下于140℃退火10分钟，得到溶胶-凝胶法氧化锌层，其中所述溶胶-凝胶法氧化锌层的厚度为40~100nm；
将粒径为2~5nm的硫化铅量子点配制成浓度为20~40mg/mL的正己烷溶液，并旋涂于所述溶胶-凝胶法氧化锌层上，然后在浓度为10~60mg/mL的四丁基碘化铵（TBAI）的甲醇溶液中浸润0.5~2分钟（为硫化铅量子点提供N型配体），经甲醇清洗后重复旋涂1~4层，得到以四丁基碘化铵为配体的硫化铅量子点层，完成前置子电池的制备，其中所述以四丁基碘化铵为配体的硫化铅量子点层的厚度为40~100nm；
2）复合中心的制备：
将粒径为2~5nm的硫化铅量子点配制成浓度为20~40mg/mL的正己烷溶液，并旋涂于步骤1）中所述以四丁基碘化铵为配体的硫化铅量子点层上，然后在浓度为0.0001~0.01M的乙二硫醇（EDT）的乙腈溶液中浸润10~60秒（为硫化铅量子点提供P型配体），经乙腈清洗后重复旋涂1~4层，得到以乙二硫醇为配体的硫化铅量子点层，其中所述以乙二硫醇为配体的硫化铅量子点层的厚度为40~100nm；
采用电子束沉积的方法，在所述以乙二硫醇为配体的硫化铅量子点层上沉积金膜，其中所述金膜的厚度为0.5~2nm；
按照氢氧化钾:二水合乙酸锌=0.04~4:1的质量比，将氢氧化钠的甲醇溶液逐滴加入到二水合乙酸锌的甲醇溶液中，于50~80℃加热0.5~4小时，经离心分离、甲醇清洗后，采用以丁醇:氯仿:甲醇=1~30:1~30:1~30的体积比混合的混合溶剂，配制成浓度为10~40mg/mL的氧化锌纳米晶共溶液；
将所述氧化锌纳米晶共溶液旋涂于所述金膜上，并于100℃退火5分钟，待冷却后再次旋涂所述氧化锌纳米晶共溶液，并于100℃退火10分钟，然后在浓度为10~60mg/mL的四丁基碘化铵的甲醇溶液中浸润0.5~2分钟，经甲醇清洗，得到掺杂四丁基碘化铵的氧化锌纳米晶层，完成复合中心的制备，其中所述掺杂四丁基碘化铵的氧化锌纳米晶层的厚度为40~150nm；
3）后置子电池的制备：
将粒径为2~5nm的硫化铅量子点配制成浓度为20~40mg/mL的正己烷溶液，并旋涂于步骤2）中所述掺杂四丁基碘化铵的氧化锌纳米晶层上，然后在浓度为10~60mg/mL的四丁基碘化铵的甲醇溶剂中浸润0.5~2分钟，经甲醇清洗后重复旋涂3~8层，得到后置子电池中以四丁基碘化铵为配体的硫化铅量子点层，其中所述后置子电池中以四丁基碘化铵为配体的硫化铅量子点层的厚度为150~400nm；
将粒径为2~5nm的硫化铅量子点配制成浓度为20~40mg/mL的正己烷溶液，并旋涂于所述后置子电池中以四丁基碘化铵为配体的硫化铅量子点层上，然后在浓度为0.0001~0.01M的乙二硫醇的乙腈溶液中浸润10~60秒，经乙腈清洗后重复旋涂1~4层，得到后置子电池中以乙二硫醇为配体的硫化铅量子点层，其中所述后置子电池中以乙二硫醇为配体的硫化铅量子点层的厚度为40~100nm；
采用电子束沉积的方法，在所述后置子电池中以乙二硫醇为配体的硫化铅量子点层上沉积金电极，即得基于纳米晶复合中心的叠层太阳能电池，其中所述金电极的厚度为50~150nm。
优选的，在上述制备方法中，步骤1）中所述二水合乙酸锌、2-甲氧基乙醇、乙醇胺之间的比例为110mg:1mL:30μL。
优选的，在上述制备方法中，步骤1）中所述溶胶-凝胶法氧化锌层的厚度为50nm。
优选的，在上述制备方法中，步骤1）中所述硫化铅量子点的正己烷溶液的浓度为20mg/mL。
优选的，在上述制备方法中，步骤1）中所述四丁基碘化铵的甲醇溶液的浓度为34mg/mL。
优选的，在上述制备方法中，步骤1）中所述浸润的时间为1分钟。
优选的，在上述制备方法中，步骤1）中所述以四丁基碘化铵为配体的硫化铅量子点层的厚度为60nm。
优选的，在上述制备方法中，步骤2）中所述硫化铅量子点的正己烷溶液的浓度为20mg/mL。
优选的，在上述制备方法中，步骤2）中所述乙二硫醇的乙腈溶液的浓度为0.001M。
优选的，在上述制备方法中，步骤2）中所述浸润的时间为30秒。
优选的，在上述制备方法中，步骤2）中所述以乙二硫醇为配体的硫化铅量子点层的厚度为40nm。
优选的，在上述制备方法中，步骤2）中所述金膜的厚度为1nm。
优选的，在上述制备方法中，步骤2）中所述氢氧化钾与二水合乙酸锌之间的质量比为0.5:1。
优选的，在上述制备方法中，步骤2）中所述丁醇、氯仿、甲醇之间的体积比为22:10:1。
优选的，在上述制备方法中，步骤2）中所述氧化锌纳米晶共溶液的浓度为20mg/mL。
优选的，在上述制备方法中，步骤2）中所述四丁基碘化铵的甲醇溶液的浓度为34mg/mL。
优选的，在上述制备方法中，步骤2）中所述浸润的时间为0.5分钟。
优选的，在上述制备方法中，步骤2）中所述掺杂四丁基碘化铵的氧化锌纳米晶层的厚度为80nm。
优选的，在上述制备方法中，步骤3）中用于制备所述后置子电池中以四丁基碘化铵为配体的硫化铅量子点层的硫化铅量子点的正己烷溶液的浓度为40mg/mL。
优选的，在上述制备方法中，步骤3）中所述四丁基碘化铵的甲醇溶液的浓度为34mg/mL。
优选的，在上述制备方法中，步骤3）中在所述四丁基碘化铵的甲醇溶剂中浸润的时间为1分钟。
优选的，在上述制备方法中，步骤3）中所述后置子电池中以四丁基碘化铵为配体的硫化铅量子点层的厚度为200nm。
优选的，在上述制备方法中，步骤3）中用于制备所述后置子电池中以乙二硫醇为配体的硫化铅量子点层的硫化铅量子点的正己烷溶液的浓度为20mg/mL。
优选的，在上述制备方法中，步骤3）中所述乙二硫醇的乙腈溶液的浓度为0.001M。
优选的，在上述制备方法中，步骤3）中在所述乙二硫醇的乙腈溶剂中浸润的时间为30秒。
优选的，在上述制备方法中，步骤3）中所述后置子电池中以乙二硫醇为配体的硫化铅量子点层的厚度为40nm。
优选的，在上述制备方法中，步骤3）中所述金电极的厚度为100nm。
优选的，在上述制备方法中，所述粒径为2~5nm的硫化铅量子点通过下法制备：按照氧化铅:油酸:1-十八烯=1~3:5~8:150~250的质量比，将上述三种组分混合并在真空环境下于100~120℃加热1~3h，随后升温至150~160℃并加热1~3h，然后调整反应温度为70~80℃，并按照氧化铅:六甲基二硅硫烷=1~3g:3~8mmol的比例，向上述体系中快速注入六甲基二硅硫烷（(TMS)2S）的1-十八烯（ODE）溶液，反应10~30分钟后停止加热，待溶液冷却，加入无水正己烷溶解沉淀物，并逐量加入异丙醇，直至硫化铅量子点沉淀出来，用离心分离的方法提取沉淀，再加入无水正己烷溶解提取出的沉淀，并逐量加入丙酮，直至硫化铅量子点完全沉淀，离心分离，即得。
一种通过上述制备方法制备的基于纳米晶复合中心的叠层太阳能电池，其具有叠层状结构，所述叠层状结构自下而上依次为氧化铟锡（ITO）导电玻璃、溶胶-凝胶法氧化锌层、以四丁基碘化铵为配体的硫化铅量子点层、以乙二硫醇为配体的硫化铅量子点层、金膜、掺杂四丁基碘化铵的氧化锌纳米晶层、后置子电池中以四丁基碘化铵为配体的硫化铅量子点层、后置子电池中以乙二硫醇为配体的硫化铅量子点层和金电极。
与现有技术相比，采用上述技术方案的本发明具有下列优点：
1）本发明采用硫化铅纳米晶作为复合中心的空穴传输层，既具备溶剂法制程操作简单的特点，又具备传统溶剂法材料所欠缺的器件稳定性；同时，在复合中心中采用氧化锌纳米晶作为低温溶剂法电子传输材料，通过浸润在N型配体四丁基碘化铵甲醇溶液中提升起载流子浓度，从而实现更加有效的复合作用；
2）本发明所采用的新型复合中心与硫化铅胶体量子点太阳能电池体系更加兼容，叠层器件的开路电压损失控制在2%以内，其光电转化效率可达7.48%，其效率远远高于目前已报道的硫化铅量子点叠层器件；
3）本发明采用低温溶剂法制备叠层太阳能电池，整个制备过程的温度可以控制在140℃以内，且主要制备过程均在空气中进行，工艺简单，无需惰性气体氛围；本发明中的方法兼容溶剂法大面积生产的优点，有效降低了大面积光伏器件的生产成本，突破了现有胶体量子点叠层器件制备技术的瓶颈，为进一步提升胶体量子点太阳能电池光电转化效率以及促进其商业化发展提供了一定的指导作用。
附图说明
图1为包含在不同湿度以及退火温度条件下采用溶胶-凝胶法制备的氧化锌层的器件的光电转化效率图。
图2为本发明的叠层太阳能电池的结构示意图，自下而上依次为ITO导电玻璃（Glass+ITO）、溶胶-凝胶法氧化锌层（s-ZnO）、以四丁基碘化铵为配体的硫化铅量子点层（下方的PbS-TBAI）、以乙二硫醇为配体的硫化铅量子点层（下方的PbS-EDT）、金膜、掺杂四丁基碘化铵的氧化锌纳米晶层（ZnO
NCs）、后置子电池中以四丁基碘化铵为配体的硫化铅量子点层（上方的PbS-TBAI）、后置子电池中以乙二硫醇为配体的硫化铅量子点层（上方的PbS-EDT）和金电极（Au），其中RL表示用于串联前置子电池和后置子电池的复合中心。
图3为本发明的叠层太阳能电池和单节子电池的I-V曲线比较图。
图4为本发明中采用新型复合中心的器件与采用传统溶剂法复合中心的器件之间的长程稳定性测试。
具体实施方式
下文将结合附图和具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。除非有特殊说明，下列实施例中所使用的试剂、材料和仪器均可通过商业途径获取。
实施例1：叠层太阳能电池的制备。
（1）前置子电池的制备：
用去离子水、异丙醇、丙酮依次超声清洗ITO导电玻璃，备用。称量二水合乙酸锌（220mg）、2-甲氧基乙醇（2mL）以及乙醇胺（60μL），混合并搅拌5min，得到氧化锌前驱体溶液，然后以4000rpm的转速将其旋涂于上述已清洗的ITO导电玻璃上，在90%RH下于140℃退火10min（依据图1中所示的结果选择最佳的湿度（90%RH）及退火温度（140℃）），得到50nm厚的溶胶-凝胶法氧化锌层（如图2中的s-ZnO层所示）。
参考Chia-Hao M. Chuang, Patrick R. Brown, Moungi G. Bawendi, et.
al., Nat. Mater., 2014, 13(8):796-801中记载的方法制备硫化铅量子点（粒径为2~5nm，优选2.6nm），具体过程如下：于100mL三口瓶中混合氧化铅（0.223g），油酸（0.7g）以及1-十八烯（20g），并在真空环境下于100℃加热1h，随后升温至150℃并加热1h。然后调整反应温度为80℃，并快速注入0.1M (TMS)2S的ODE溶液（5mL）。反应10min后停止加热，待溶液冷却，加入无水正己烷溶解，并逐量加入异丙醇，直至硫化铅量子点沉淀出来，用离心分离的方法提取沉淀，再加入无水正己烷溶解提取出的沉淀，逐量加入丙酮，直至硫化铅量子点沉淀，离心分离，备用。
将上述硫化铅量子点（200mg）溶解于正己烷（10mL）中，配制成20mg/mL的正己烷溶液，并以2500rpm的转速旋涂于上述溶胶-凝胶法氧化锌层上，然后在浓度为34mg/mL的四丁基碘化铵的甲醇溶液中浸润1min，随后用甲醇清洗两次，待甲醇挥发后，再以相同条件制备另外2层以四丁基碘化铵为配体的硫化铅量子点层，该以四丁基碘化铵为配体的硫化铅量子点层的厚度共计为60nm（如图2中下方的PbS-TBAI层所示），完成前置子电池的制备。
（2）复合中心的制备：
将上述硫化铅量子点（200mg）溶解于正己烷（10mL）中，配制成20mg/mL的正己烷溶液，以2500rpm的转速旋涂于上述前置子电池上，然后在浓度为0.001M的乙二硫醇的乙腈溶液中浸润30s，随后用乙腈清洗两次，待溶剂挥发后，再以相同条件制备另外1层以乙二硫醇为配体的硫化铅量子点层，该以乙二硫醇为配体的硫化铅量子点层的厚度共计为40nm（如图2中下方的PbS-EDT层所示）。
采用电子束沉积的方法，以0.2Å/s的速度在上述以乙二硫醇为配体的硫化铅量子点层上沉积一层1nm厚的金膜。
将氢氧化钾（0.57g）溶解于甲醇（24mL）中，并逐滴加入到二水合乙酸锌（1.1g）的甲醇溶液（76mL）中，于60℃加热120min，冷却后离心分离（5000rpm×5min），随后用甲醇清洗，再以相同条件重复离心分离及清洗步骤数次，最后以丁醇（22mL）、氯仿（10mL）、甲醇（1mL）作为共溶剂，配制成浓度为20mg/mL的氧化锌纳米晶共溶液，备用。
将上述氧化锌纳米晶共溶液以2500rpm的转速旋涂于上述金膜上，并于100℃退火5min，待冷却后，再以相同转速旋涂上述氧化锌纳米晶共溶液，并于100℃退火10min，然后在浓度为34mg/mL的四丁基碘化铵的甲醇溶液中浸润30s，随后用甲醇清洗两次，待甲醇挥发后，得到80nm厚的掺杂四丁基碘化铵的氧化锌纳米晶层（如图2中的ZnO
NCs层所示），完成复合中心（如图2中的RL所示）的制备。
（3）后置子电池的制备：
将上述硫化铅量子点（400mg）溶解于正己烷（10mL）中，配制成40mg/mL的正己烷溶液，并以2500rpm的转速旋涂于上述复合中心上，随后在浓度为34mg/mL的四丁基碘化铵的甲醇溶剂中浸润1min，经甲醇清洗两次，待溶剂挥发后，再以相同条件制备另外4层以四丁基碘化铵为配体的硫化铅量子点层，该以四丁基碘化铵为配体的硫化铅量子点层的厚度共计为200nm（如图2中上方的PbS-TBAI层所示）。
将上述硫化铅量子点（200mg）溶解于正己烷（10mL）中，配制成20mg/mL的正己烷溶液，并以2500rpm的转速旋涂于上述以四丁基碘化铵为配体的硫化铅量子点层上，然后在浓度为0.001M的乙二硫醇的乙腈溶液中浸润30s，经乙腈清洗两次，待溶剂挥发后，再以相同条件制备另外1层以乙二硫醇为配体的硫化铅量子点层，该以乙二硫醇为配体的硫化铅量子点层的厚度共计为40nm（如图2中上方的PbS-EDT层所示）。
采用电子束沉积的方法，以0.2Å/s的速度在上述以乙二硫醇为配体的硫化铅量子点层上沉积100nm后的金电极，即得叠层太阳能电池。
实施例2：叠层太阳能电池的光电性能。
在AM1.5模拟光源（以经过NREL认证的标准硅电池校准）下，以100mW/cm2的功率，对实施例1中制备的叠层太阳能电池和单节子电池的I-V曲线进行比较测试，其结果如图3和表1所示。
从中可以看出，通过纳米晶复合中心连接的叠层电池其开路电压Voc与前置后置子电池Voc之和只差0.01V，由此可见其作为复合中心的高效性。且叠层器件整体光电转化效率要高出与单节子电池性能，说明叠层器件结构是一种提升纳米晶太阳能电池光电转化效率的有效途径。
实施例3：叠层电池的稳定性测试。
为了考察叠层电池的稳定性，对未封装的器件进行长程稳定性测试，其结果如图4所示。
从图4中可以看出，本发明中基于PbS-EDT/Au/ZnO复合中心的叠层电池在长达60天的测试期间内基本上保持了最初的光电转化效率，而以传统溶剂法所使用的PEDOT/ZnO复合中心制得的器件在大约15天的测试期间内就已经出现了光电转化效率的骤降。由此可知，本发明中基于纳米晶复合中心的叠层太阳能电池具有非常出色的空气稳定性。
Claims (10)
1.一种基于纳米晶复合中心的叠层太阳能电池的制备方法，其包括以下步骤：
1）前置子电池的制备：
按照二水合乙酸锌:2-甲氧基乙醇:乙醇胺=50~1000mg:1~10mL:10~1000μL的比例，将上述三种组分混合并搅拌均匀，得到氧化锌前驱体溶液，然后将其旋涂于氧化铟锡导电玻璃上，在相对湿度为90%的条件下于140℃退火10分钟，得到溶胶-凝胶法氧化锌层，其中所述溶胶-凝胶法氧化锌层的厚度为40~100nm；
将粒径为2~5nm的硫化铅量子点配制成浓度为20~40mg/mL的正己烷溶液，并旋涂于所述溶胶-凝胶法氧化锌层上，然后在浓度为10~60mg/mL的四丁基碘化铵的甲醇溶液中浸润0.5~2分钟，经甲醇清洗后重复旋涂1~4层，得到以四丁基碘化铵为配体的硫化铅量子点层，完成前置子电池的制备，其中所述以四丁基碘化铵为配体的硫化铅量子点层的厚度为40~100nm；
2）复合中心的制备：
将粒径为2~5nm的硫化铅量子点配制成浓度为20~40mg/mL的正己烷溶液，并旋涂于步骤1）中所述以四丁基碘化铵为配体的硫化铅量子点层上，然后在浓度为0.0001~0.01M的乙二硫醇的乙腈溶液中浸润10~60秒，经乙腈清洗后重复旋涂1~4层，得到以乙二硫醇为配体的硫化铅量子点层，其中所述以乙二硫醇为配体的硫化铅量子点层的厚度为40~100nm；
采用电子束沉积的方法，在所述以乙二硫醇为配体的硫化铅量子点层上沉积金膜，其中所述金膜的厚度为0.5~2nm；
按照氢氧化钾:二水合乙酸锌=0.04~4:1的质量比，将氢氧化钠的甲醇溶液逐滴加入到二水合乙酸锌的甲醇溶液中，于50~80℃加热0.5~4小时，经离心分离、甲醇清洗后，采用以丁醇:氯仿:甲醇=1~30:1~30:1~30的体积比混合的混合溶剂，配制成浓度为10~40mg/mL的氧化锌纳米晶共溶液；
将所述氧化锌纳米晶共溶液旋涂于所述金膜上，并于100℃退火5分钟，待冷却后再次旋涂所述氧化锌纳米晶共溶液，并于100℃退火10分钟，然后在浓度为10~60mg/mL的四丁基碘化铵的甲醇溶液中浸润0.5~2分钟，经甲醇清洗，得到掺杂四丁基碘化铵的氧化锌纳米晶层，完成复合中心的制备，其中所述掺杂四丁基碘化铵的氧化锌纳米晶层的厚度为40~150nm；
3）后置子电池的制备：
将粒径为2~5nm的硫化铅量子点配制成浓度为20~40mg/mL的正己烷溶液，并旋涂于步骤2）中所述掺杂四丁基碘化铵的氧化锌纳米晶层上，然后在浓度为10~60mg/mL的四丁基碘化铵的甲醇溶剂中浸润0.5~2分钟，经甲醇清洗后重复旋涂3~8层，得到后置子电池中以四丁基碘化铵为配体的硫化铅量子点层，其中所述后置子电池中以四丁基碘化铵为配体的硫化铅量子点层的厚度为150~400nm；
将粒径为2~5nm的硫化铅量子点配制成浓度为20~40mg/mL的正己烷溶液，并旋涂于所述后置子电池中以四丁基碘化铵为配体的硫化铅量子点层上，然后在浓度为0.0001~0.01M的乙二硫醇的乙腈溶液中浸润10~60秒，经乙腈清洗后重复旋涂1~4层，得到后置子电池中以乙二硫醇为配体的硫化铅量子点层，其中所述后置子电池中以乙二硫醇为配体的硫化铅量子点层的厚度为40~100nm；
采用电子束沉积的方法，在所述后置子电池中以乙二硫醇为配体的硫化铅量子点层上沉积金电极，即得基于纳米晶复合中心的叠层太阳能电池，其中所述金电极的厚度为50~150nm。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
步骤1）中所述二水合乙酸锌、2-甲氧基乙醇、乙醇胺之间的比例为110mg:1mL:30μL；
步骤1）中所述溶胶-凝胶法氧化锌层的厚度为50nm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
步骤1）中所述硫化铅量子点的正己烷溶液的浓度为20mg/mL；
步骤1）中所述四丁基碘化铵的甲醇溶液的浓度为34mg/mL；
步骤1）中所述浸润的时间为1分钟；
步骤1）中所述以四丁基碘化铵为配体的硫化铅量子点层的厚度为60nm。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
步骤2）中所述硫化铅量子点的正己烷溶液的浓度为20mg/mL；
步骤2）中所述乙二硫醇的乙腈溶液的浓度为0.001M；
步骤2）中所述浸润的时间为30秒；
步骤2）中所述以乙二硫醇为配体的硫化铅量子点层的厚度为40nm。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
步骤2）中所述氢氧化钾与二水合乙酸锌之间的质量比为0.5:1；
步骤2）中所述丁醇、氯仿、甲醇之间的体积比为22:10:1；
步骤2）中所述氧化锌纳米晶共溶液的浓度为20mg/mL；
步骤2）中所述四丁基碘化铵的甲醇溶液的浓度为34mg/mL；
步骤2）中所述浸润的时间为0.5分钟；
步骤2）中所述掺杂四丁基碘化铵的氧化锌纳米晶层的厚度为80nm。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
步骤3）中用于制备所述后置子电池中以四丁基碘化铵为配体的硫化铅量子点层的硫化铅量子点的正己烷溶液的浓度为40mg/mL；
步骤3）中所述四丁基碘化铵的甲醇溶液的浓度为34mg/mL；
步骤3）中在所述四丁基碘化铵的甲醇溶剂中浸润的时间为1分钟；
步骤3）中所述后置子电池中以四丁基碘化铵为配体的硫化铅量子点层的厚度为200nm。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
步骤3）中用于制备所述后置子电池中以乙二硫醇为配体的硫化铅量子点层的硫化铅量子点的正己烷溶液的浓度为20mg/mL；
步骤3）中所述乙二硫醇的乙腈溶液的浓度为0.001M；
步骤3）中在所述乙二硫醇的乙腈溶剂中浸润的时间为30秒；
步骤3）中所述后置子电池中以乙二硫醇为配体的硫化铅量子点层的厚度为40nm。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
步骤2）中所述金膜的厚度为1nm；
步骤3）中所述金电极的厚度为100nm。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
所述粒径为2~5nm的硫化铅量子点通过下法制备：按照氧化铅:油酸:1-十八烯=1~3:5~8:150~250的质量比，将上述三种组分混合并在真空环境下于100~120℃加热1~3h，随后升温至150~160℃并加热1~3h，然后调整反应温度为70~80℃，并按照氧化铅:六甲基二硅硫烷=1~3g:3~8mmol的比例，向上述体系中快速注入六甲基二硅硫烷的1-十八烯溶液，反应10~30分钟后停止加热，待溶液冷却，加入无水正己烷溶解沉淀物，并逐量加入异丙醇，直至硫化铅量子点沉淀出来，用离心分离的方法提取沉淀，再加入无水正己烷溶解提取出的沉淀，并逐量加入丙酮，直至硫化铅量子点完全沉淀，离心分离，即得。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的制备方法制备的基于纳米晶复合中心的叠层太阳能电池。
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