CN107887466A - 一种稀土掺杂无机钙钛矿量子点复合硅太阳能电池及其制备方法 - Google Patents

一种稀土掺杂无机钙钛矿量子点复合硅太阳能电池及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种稀土掺杂无机钙钛矿量子点复合硅太阳能电池及其制备方法，属于光伏太阳能电池技术领域。其是由硅太阳能电池板和在硅太阳能电池板受光面上旋涂或沉积的稀土离子掺杂无机钙钛矿量子点薄膜组成；其中，稀土离子为Yb3+、Ce3+、Sm3+、Tb3+、Eu3+、Dy3+、Nd3+、Gd3+、Er3+中的一种以上，无机钙钛矿量子点为CsPbClx1Bry1Iz1或Cs2SnClx2Bry2Iz2，0≤x1、y1、z1≤3，且x1+y1+z1＝3；0≤x2、y2、z2≤6，且x2+y2+z2＝6。通过将稀土离子掺杂到钙钛矿量子点中，使得钙钛矿量子点除了可见区域的激子发光之外，在红外波段出现了红外发光，整体发光效率达到146％，制备的硅电池的光电转化效率从18.1％提高到21.5％。本发明所述方法简单高效，有很大的市场应用前景。

Description

一种稀土掺杂无机钙钛矿量子点复合硅太阳能电池及其制备 方法
技术领域
本发明属于光伏太阳能电池技术领域，具体涉及一种稀土掺杂无机钙钛矿量子点复合硅太阳能电池及其制备方法。
背景技术
随着人类社会的不断发展和进步，人与自然的矛盾也越来越突出。尤其是在受到经济危机冲击的今天，能源问题和环境问题已成为了制约国际社会经济发展的瓶颈，也受到了全社会的高度重视。开发可再生的新型能源取代传统的化石能源具有重要意义。太阳能取之不尽，用之不竭。通过源源不断的太阳能产生电力提供能源是替代化石燃料的最佳方式。目前，效率最高的最稳定的太阳能电池是硅太阳能电池，光电转换效率最高可以达到25％。从1954年第一块单晶硅太阳能电池发展到今天，太阳能电池所用材料涉及到很多半导体材料，包括硅、无机化合物半导体、有机半导体甚至一些金属材料。由于硅原料丰富，它是地球上储量(约27％)仅次于氧的第二大元素。此外，硅的性能稳定、无毒，且制备工艺成熟，因此成为太阳能电池研究开发、生产和应用的主体材料。单晶硅太阳能电池具有倒金字塔织构、双层减反膜以及背反射结构，使电池拥有优异的陷光性能；利用氧化层钝化电池的正、背两面，增加了电池少子寿命；并且采用点接触代替原来的全覆盖式的背面铝合金接触，使单晶硅太阳能电池的转换效率高达24.7％，接近理论值。
William Shockley和Hans J.Queisser等人计算了硅太阳能电池的理论最高效率为33％(Journal of Applied Physics 1961,32,510)，现在生产的硅太阳能电池的效率已经逐渐接近这个理论最高值。因此，继续采用原有方法提高硅太阳能电池的效率是非常困难的。由于高能量的紫外光被吸收后容易复合，导致硅太阳能电池对紫外光的利用效率比较低。因此，将紫外光转化为可见光或者红外光，就可以被硅太阳能电池有效利用，提高硅太阳能电池的效率。近几年，很多研究者采用硅太阳能电池与其他种类电池的叠层电池，来突破硅太阳能电池的理论最高效率，比如，硅-钙钛矿叠层电池、硅-染料叠层电池、硅-聚合物叠层电池等。现在研究报道的硅-钙钛矿叠层电池的最高效率为25.2％。然而，叠层电池的制备工艺复杂，稳定性差，参与叠层的电池必然会使原来硅太阳能电池的效率降低，导致最高的效率提高的很有限。很多文献报道了采用紫外-可见下转换荧光材料来提高硅太阳能电池效率，包括半导体量子点、稀土下转换材料、石墨烯量子点等。但是由于这类下转换材料的量子效率普遍较低，使得其对硅太阳能电池效率的提高非常低。其中Wen-Jeng Ho等(Materials 2017,10,10)报道的采用稀土铕掺杂的荧光材料将硅太阳能电池的效率从12.56％提高到13.86％，相对提升比例达到9.2％。
寻找更高效率的下转换荧光材料，对于提高硅太阳能电池效率具有重大的意义。在稀土离子中，许多能级能量匹配的稀土离子对可以实现量子剪裁，即一个高能光子转化为两个低能光子，比如Yb-Ce、Yb-Tb、Yb-Er等。量子剪裁的理论最高效率为200％，能够极大提高荧光材料的效率。但是，实际测量的量子效率远远没有达到200％，大部分量子剪裁材料的量子效率依然不高。由于稀土材料的吸收截面比较低，严重限制了量子剪裁的效率。因此，寻找更高吸收截面、更高效率的基质材料对于提高量子剪裁效率很有意义。
近几年，大量文献研究报道了钙钛矿量子点，其具有高吸收截面、高量子效率、低声子能量等特征，是一种特别高效的荧光材料。将量子剪裁稀土材料与钙钛矿量子点结合，有可能制备出高效的量子剪裁荧光材料。因此，将量子剪裁稀土离子对掺杂到钙钛矿量子点中，实现高效的下转换荧光发射。将此荧光材料覆盖在硅太阳能电池表面，可以大幅提高硅太阳能电池的光电转化效率。迄今为止，这种方法还没有人报道。
发明内容
本发明针对商用硅太阳能电池光电转换效率低的瓶颈的问题，提出采用高效的稀土掺杂无机钙钛矿量子点作为光转换层提高硅太阳能电池的光电转换效率的方案，提供一种无机钙钛矿量子点复合硅太阳能电池及其制备方法。
一种稀土掺杂无机钙钛矿量子点复合硅太阳能电池，由硅太阳能电池板和在硅太阳能电池板受光面上旋涂或沉积的稀土离子掺杂无机钙钛矿量子点薄膜组成；本发明采用热注入法合成稀土离子(Yb3+、Ce3+、Sm3+、Tb3+、Eu3+、Dy3+、Nd3+、Gd3+、Er3+中的一种以上)掺杂的无机钙钛矿量子点CsPbClx1Bry1Iz1(其中，0≤x1、y1、z1≤3，且x1+y1+z1＝3)或Cs2SnClx2Bry2Iz2(其中，0≤x2、y2、z2≤6，且x2+y2+z2＝6)，其中在钙钛矿量子点中稀土离子掺杂的摩尔比例为1～10％；此稀土离子掺杂的钙钛矿量子点在紫外光激发下，在红外(900～1200nm)和可见(400～700nm)区域有高效率的荧光发射，其效率可达到146％；进一步，将此稀土离子掺杂在钙钛矿量子点均匀地旋涂或沉积在硅太阳能电池板的受光面(硅太阳能电池一般结构为：梳状电极-SiO2保护膜-N型层-PN结-P型层-基片电极，其中梳状电极一面是受光面，接受太阳光照射)，形成致密平整的稀土离子掺杂的钙钛矿量子点薄膜，随着量子点薄膜厚度(110～2000nm)的变化，硅太阳能电池的效率得到不同程度的提高。
本发明所述的一种稀土掺杂无机钙钛矿量子点复合硅太阳能电池的制备方法，其步骤如下：
(1)稀土掺杂无机钙钛矿量子点的制备
铯前驱体的制备：称量0.5～1.5克碳酸铯(Cs2CO3)，加入20～40毫升十八烯、1.5～3.0毫升油酸，然后在惰性气体保护下加热到180～220摄氏度，直到粉末完全溶解；再在惰性气体保护下降温到110～140摄氏度，得到铯前驱体；
热注入：称量0.05～0.25克碘化铅(PbI2)、溴化铅(PbBr2)、氯化铅(PbCl2)、氯化锡(SnCl4)或溴化锡(SnBr4)中的一种或多种(可能生成的几种稀土掺杂无机钙钛矿量子点如表1所示)，向其中加入0.05～0.25克六水合稀土氯化物(稀土氯化物包含YbCl3·6H2O、CeCl3·6H2O、SmCl3·6H2O、TbCl3·6H2O、EuCl3·6H2O、DyCl3·6H2O、NdCl3·6H2O、GdCl3·6H2O、ErCl3·6H2O中的一种或多种)、10～20毫升十八烯、1.5～3.0毫升油酸和1.5～3.0毫升油胺，在惰性气体保护下加热到110～150摄氏度反应1～3小时；然后升温到180～220摄氏度，注入0.5～3.0毫升前面步骤制备的铯前驱体，反应10～30秒，再迅速冷却到室温，8000～12000转/分钟离心，将离心产物溶解到环己烷或甲苯等有机溶剂中，得到尺寸为6nm～10nm的稀土掺杂无机钙钛矿量子点；通过调节碘化铅(PbI2)、溴化铅(PbBr2)、氯化铅(PbCl2)、氯化锡(SnCl4)或溴化锡(SnBr4)以及稀土氯化物的量来调节稀土离子掺杂比例；
表1：不同的铅源或锡源得到的稀土掺杂无机钙钛矿量子点的化学式，其中RE代表稀土离子，每种稀土掺杂无机钙钛矿量子点的合成均需要加入稀土氯化物，因此表1没有特别标注稀土氯化物
(2)制备稀土掺杂无机钙钛矿量子点复合硅太阳能电池
将步骤(1)得到的稀土掺杂无机钙钛矿量子点溶解到有机溶剂中，浓度为2～20mmol/L；然后将硅太阳能电池板(此硅太阳能电池结构为：梳状电极-SiO2保护膜-N型层-PN结-P型层-基片电极，其中梳状电极一面是受光面，接受太阳光照射)垂直放入到该稀土掺杂无机钙钛矿量子点溶液中，在30～50摄氏度条件下烘干，直至液体挥发干净，在硅太阳能电池受光面形成110～2000nm厚的无机钙钛矿量子点薄膜(其他表面也会形成钙钛矿量子点薄膜，但对电池效率影响特别小，不作讨论)，从而得到本发明所述的稀土掺杂无机钙钛矿量子点复合硅太阳能电池。
随着无机钙钛矿量子点薄膜的厚度的变化，本发明所制备的无机钙钛矿量子点复合硅太阳能电池效率的提高也随之变化，硅太阳能电池的原始效率为18.1％(薄膜厚度0nm)，提高之后的效率为21.5％(薄膜厚度230nm)，相对提高18.8％。通过光电转换效率(IPCE)测试可以看出，单晶硅太阳能电池(薄膜厚度0nm)对紫外光的利用效率只有30％，覆盖上钙钛矿量子点薄膜(薄膜厚度230nm)之后，使得对紫外光的利用效率提高到80％。
附图说明
图1为合成的不同稀土掺杂比例的钙钛矿量子点的透射电子显微镜图片；图中，101为CsPbCl0.6Br2.4:Yb(1.2％)量子点的透射电子显微镜图片，102为CsPbClBr2:Yb(3.8％)量子点的透射电子显微镜图片，103为CsPbCl1.5Br1.5:Yb(7.2％)量子点的透射电子显微镜图片，104为CsPbCl1.5Br1.5:Ce(2.1％)量子点的透射电子显微镜图片，105为CsPbCl1.5Br1.5:Yb(7.1％),Ce(2.0％)量子点的透射电子显微镜图片。括号内的百分比是稀土掺入钙钛矿的摩尔比例。
图2为镱铈稀土掺杂的钙钛矿量子点的吸收光谱和发射光谱；图中，201为CsPbBr3量子点的吸收光谱，202为CsPbBr3量子点在365nm光源激发下的发射光谱，203为CsPbCl0.6Br2.4:Yb(1.2％)量子点的吸收光谱，204为CsPbCl0.6Br2.4:Yb(1.2％)量子点在365nm光源激发下的可见光区域发射光谱，205为CsPbCl0.6Br2.4:Yb(1.2％)量子点在365nm光源激发下的红外区域发射光谱，206为CsPbClBr2:Yb(3.8％)量子点的吸收光谱，207为CsPbClBr2:Yb(3.8％)量子点在365nm光源激发下的可见光区域发射光谱，208为CsPbClBr2:Yb(3.8％)量子点在365nm光源激发下的红外区域发射光谱，209为CsPbCl1.5Br1.5:Yb(7.2％)量子点的吸收光谱，210为CsPbCl1.5Br1.5:Yb(7.2％)量子点在365nm光源激发下的可见光区域发射光谱，211为CsPbCl1.5Br1.5:Yb(7.2％)量子点在365nm光源激发下的红外区域发射光谱，212为CsPbCl1.5Br1.5:Yb(7.1％),Ce(2.0％)量子点的吸收光谱，213为CsPbCl1.5Br1.5:Yb(7.1％),Ce(2.0％)量子点在365nm光源激发下的可见光区域发射光谱，214为CsPbCl1.5Br1.5:Yb(7.1％),Ce(2.0％)量子点在365nm光源激发下的红外区域发射光谱，215为CsPbCl1.5Br1.5:Ce(2.1％)量子点的吸收光谱，216为CsPbCl1.5Br1.5:Ce(2.1％)量子点在365nm光源激发下的可见光区域发射光谱。
图3为钙钛矿量子点复合硅太阳能电池的示意图；图中，301为太阳光，302为稀土掺杂无机钙钛矿量子点薄膜，303为硅太阳能电池。
图4为不同厚度的稀土掺杂的钙钛矿量子点薄膜的透过光谱；图中，401为2000nm厚的CsPbCl1.5Br1.5:Yb(7.1％),Ce(2.0％)量子点薄膜的透过光谱，402为1500nm厚的CsPbCl1.5Br1.5:Yb(7.1％),Ce(2.0％)量子点薄膜的透过光谱，403为750nm厚的CsPbCl1.5Br1.5:Yb(7.1％),Ce(2.0％)量子点薄膜的透过光谱，404为230nm厚的CsPbCl1.5Br1.5:Yb(7.1％),Ce(2.0％)量子点薄膜的透过光谱，405为110nm厚的CsPbCl1.5Br1.5:Yb(7.1％),Ce(2.0％)量子点薄膜的透过光谱。
图5为不同厚度的CsPbCl1.5Br1.5:Yb(7.1％),Ce(2.0％)钙钛矿量子点薄膜覆盖的稀土掺杂无机钙钛矿量子点复合硅太阳能电池的I-V曲线；图中，501是CsPbCl1.5Br1.5:Yb(7.1％),Ce(2.0％)钙钛矿量子点薄膜厚度为2000nm的稀土掺杂无机钙钛矿量子点复合硅太阳能电池的I-V曲线，502是CsPbCl1.5Br1.5:Yb(7.1％),Ce(2.0％)钙钛矿量子点薄膜厚度为1500nm的稀土掺杂无机钙钛矿量子点复合硅太阳能电池的I-V曲线，503是未覆盖钙钛矿量子点薄膜的硅太阳能电池的I-V曲线，504是CsPbCl1.5Br1.5:Yb(7.1％),Ce(2.0％)钙钛矿量子点薄膜厚度为750nm的稀土掺杂无机钙钛矿量子点复合硅太阳能电池的I-V曲线，505是CsPbCl1.5Br1.5:Yb(7.1％),Ce(2.0％)钙钛矿量子点薄膜厚度为110nm的稀土掺杂无机钙钛矿量子点复合硅太阳能电池的I-V曲线，506是CsPbCl1.5Br1.5:Yb(7.1％),Ce(2.0％)钙钛矿量子点薄膜厚度为230nm的稀土掺杂无机钙钛矿量子点复合硅太阳能电池的I-V曲线。
图6为不同厚度的钙钛矿量子点薄膜覆盖的稀土掺杂无机钙钛矿量子点复合硅太阳能电池的光电响应曲线。601是单晶硅太阳能电池的光电响应曲线，602是CsPbCl1.5Br1.5:Yb(7.1％),Ce(2.0％)钙钛矿量子点薄膜厚度为110nm的稀土掺杂无机钙钛矿量子点复合单晶硅太阳能电池的光电响应曲线，603是CsPbCl1.5Br1.5:Yb(7.1％),Ce(2.0％)钙钛矿量子点薄膜厚度为230nm的稀土掺杂无机钙钛矿量子点复合单晶硅太阳能电池的光电响应曲线，604是CsPbCl1.5Br1.5:Yb(7.1％),Ce(2.0％)钙钛矿量子点薄膜厚度为750nm的稀土掺杂无机钙钛矿量子点复合单晶硅太阳能电池的光电响应曲线，605是CsPbCl1.5Br1.5:Yb(7.1％),Ce(2.0％)钙钛矿量子点薄膜厚度为1500nm的稀土掺杂无机钙钛矿量子点复合单晶硅太阳能电池的光电响应曲线，606是CsPbCl1.5Br1.5:Yb(7.1％),Ce(2.0％)钙钛矿量子点薄膜厚度为2000nm的稀土掺杂无机钙钛矿量子点复合单晶硅太阳能电池的光电响应曲线。
图7为稀土掺杂无机钙钛矿量子点复合硅太阳能电池在紫外光照射下的照片；图中，701稀土掺杂无机钙钛矿量子点复合单晶硅太阳能电池在紫外光下的照片。
图8为钙钛矿量子点随放置时间的发光强度变化曲线与钙钛矿量子点复合硅太阳能电池随放置时间的光电转换效率变化曲线；图中，801是CsPbCl1.5Br1.5:Yb(7.1％),Ce(2.0％)钙钛矿量子点随放置时间的发光强度变化曲线，802是CsPbCl1.5Br1.5:Yb(7.1％),Ce(2.0％)钙钛矿量子点复合硅太阳能电池随放置时间的光电转换效率变化曲线。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
一种高效稀土掺杂无机钙钛矿量子点复合硅太阳能电池及其制备方法，具体如下：
(1)高效稀土掺杂无机钙钛矿量子点的制备
称量0.8克碳酸铯(Cs2CO3)放入三颈瓶中，加入30毫升十八烯，2.5毫升油酸，然后在惰性气体保护下加热到200摄氏度，直到粉末完全溶解。降温到130摄氏度保存，得到铯前驱体，此过程中须有惰性气体保护。
称量0.1克溴化铅(PbBr2)，置于另一个三颈瓶中，然后称量0.075克氯化镱(YbCl3·6H2O)和0.025克氯化铈(CeCl3·6H2O)置于三颈瓶中，加入15毫升十八烯，1.5毫升油酸和1.5毫升油胺，在惰性气体保护下加热到120摄氏度反应一个小时，然后升温到200摄氏度，注入1毫升铯前驱体，反应15秒，迅速降温冷却，9500转/分钟离心，然后将固体溶解到甲苯溶剂中，得到无机钙钛矿量子点CsPbCl1.5Br1.5:Yb(7.1％),Ce(2.0％)。
通过改变PbBr2、YbCl3·6H2O和CeCl3·6H2O的量来调节镱、铈掺杂比例，如表2所示，可以得到五种不同稀土掺杂比例的无机钙钛矿量子点，分别为镱掺杂1.2％的CsPbCl0.6Br2.4:Yb(1.2％)，镱掺杂3.8％的CsPbClBr2:Yb(3.8％)，镱掺杂7.2％的CsPbCl1.5Br1.5:Yb(7.2％)，镱掺杂7.1％和铈掺杂2.0％的CsPbCl1.5Br1.5:Yb(7.1％),Ce(2％)以及铈掺杂2.1％的CsPbCl1.5Br1.5:Ce(2.1％)。
如图1所示的钙钛矿量子点的透射电镜图片，此方法合成得到的钙钛矿量子点的尺寸约为6.8nm到8.7nm。图2为不同稀土掺杂的钙钛矿量子点的吸收光谱与365nm光激发下的发射光谱，在可见区域400到700nm和红外区域1000nm附近有发光。五种量子点在可见光区域和红外光区域的内量子效率如表3所示，其中CsPbCl1.5Br1.5:Yb(7.1％),Ce(2.0％)量子点的效率可达146％。
表2：本实施例合成的五种不同钙钛矿量子点所需的PbBr2、YbCl3·6H2O和CeCl3·6H2O原料用量数据
PbBr2(g) YbCl3·6H2O(g) CeCl3·6H2O(g)
1 CsPbCl0.6Br2.4:Yb(1.2％) 0.100 0.030 0
2 CsPbClBr2:Yb(3.8％) 0.100 0.050 0
3 CsPbCl1.5Br1.5:Yb(7.2％) 0.100 0.075 0
4 CsPbCl1.5Br1.5:Ce(2.1％) 0.100 0 0.050
5 CsPbCl1.5Br1.5:Yb(7.1％),Ce(2.0％) 0.100 0.075 0.025
表3：五种不同钙钛矿量子点的可见光内量子效率、红外光内量子效率以及可见和红外量子效率之和数据
(2)制备无机钙钛矿量子点复合硅太阳能电池
无机钙钛矿量子点复合硅太阳能电池的模拟图如图3所示，硅太阳能电池表面覆盖有一层钙钛矿量子点。
首先将效率最高的CsPbCl1.5Br1.5:Yb(7.1％),Ce(2.0％)钙钛矿量子点2mmol、5mmol、10mmol、15mmol和20mmol，分别溶解到50mL环己烷中，然后将5个硅太阳能电池板分别放入到CsPbCl1.5Br1.5:Yb(7.1％),Ce(2.0％)钙钛矿量子点溶液中，再于烘干箱中30摄氏度烘干，直到液体挥发干净，钙钛矿量子点薄膜在硅太阳能电池表面形成，其厚度分别为110nm、230nm、750nm、1500nm、2000nm，从而制备出无机钙钛矿量子点复合硅太阳能电池。
随着钙钛矿量子点薄膜的厚度的变化，钙钛矿量子点层的透过率会逐渐变小，如图4所示。随着钙钛矿量子点厚度的变化，对硅太阳能电池效率(图5中501到506分别对应钙钛矿量子点薄膜厚度为2000nm、1500nm、0nm(未覆盖钙钛矿量子点薄膜的硅太阳能电池)、750nm、230nm、60nm的钙钛矿量子点复合硅电池的效率的提高也随之变化，硅太阳能电池的原始效率为18.1％，提高之后的效率分别为20.7％(110nm)、21.5％(230nm)、18.8％(750nm)、17.1％(1500nm)和15.0％(2000nm)，如图5所示。通过图6的光电转换效率(IPCE)测试可以看出，单晶硅太阳能电池对300～400nm的紫外光的利用效率只有30％，覆盖上钙钛矿量子点薄膜之后，使得对紫外光的利用提高到80％(曲线603)。图7是钙钛矿量子点复合硅太阳能电池在紫外光照射下的照片(701)，在紫外灯下可以明显看出钙钛矿量子点层的蓝色发光。我们对无机钙钛矿量子点复合硅太阳能电池进行了稳定性测试(图8)，此电池在空气中和在阳光照射下，保存700小时以后，其光电转换效率由21.5％衰减到19.5％，衰减比例小于10％。
本发明不受限于上述的实例且可在权利要求书的范畴内而变化，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种稀土掺杂无机钙钛矿量子点复合硅太阳能电池，其特征在于：由硅太阳能电池板和在硅太阳能电池板受光面上旋涂或沉积的稀土离子掺杂无机钙钛矿量子点薄膜组成；其中，稀土离子为Yb3+、Ce3+、Sm3+、Tb3+、Eu3+、Dy3+、Nd3+、Gd3+、Er3+中的一种以上，无机钙钛矿量子点为CsPbClx1Bry1Iz1或Cs2SnClx2Bry2Iz2，0≤x1、y1、z1≤3，且x1+y1+z1＝3；0≤x2、y2、z2≤6，且x+y+z＝6。
2.如权利要求1所述的一种稀土掺杂无机钙钛矿量子点复合硅太阳能电池，其特征在于：在钙钛矿量子点中稀土离子掺杂的摩尔比例为1～10％。
3.如权利要求1所述的一种稀土掺杂无机钙钛矿量子点复合硅太阳能电池，其特征在于：稀土离子掺杂无机钙钛矿量子点薄膜的厚度为110～2000nm。
4.权利要求1所述的一种稀土掺杂无机钙钛矿量子点复合硅太阳能电池的制备方法，其步骤如下：
(1)稀土掺杂无机钙钛矿量子点的制备
称量0.05～0.25克碘化铅、溴化铅、氯化铅、氯化锡或溴化锡中的一种或多种，向其中加入0.05～0.25克六水合稀土氯化物、10～20毫升十八烯、1.5～3.0毫升油酸和1.5～3.0毫升油胺，在惰性气体保护下加热到110～150摄氏度反应1～3小时；然后升温到180～220摄氏度，注入0.5～3.0毫升铯前驱体，反应10～30秒，再迅速冷却到室温，8000～12000转/分钟离心，将离心产物溶解到环己烷或甲苯有机溶剂中，得到尺寸为6nm～10nm的稀土掺杂无机钙钛矿量子点；
(2)制备稀土掺杂无机钙钛矿量子点复合硅太阳能电池
将步骤(1)得到的稀土掺杂无机钙钛矿量子点溶解到有机溶剂中，浓度为2～20mmol/L；然后将硅太阳能电池板垂直放入到该稀土掺杂无机钙钛矿量子点溶液中，在30～50摄氏度条件下烘干，直至液体挥发干净，在硅太阳能电池受光面得到无机钙钛矿量子点薄膜，从而制备得到稀土掺杂无机钙钛矿量子点复合硅太阳能电池。
5.如权利要求4所述的一种稀土掺杂无机钙钛矿量子点复合硅太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的六水合稀土氯化物为YbCl3·6H2O、CeCl3·6H2O、SmCl3·6H2O、TbCl3·6H2O、EuCl3·6H2O、DyCl3·6H2O、NdCl3·6H2O、GdCl3·6H2O、ErCl3·6H2O中的一种或多种。
6.如权利要求4所述的一种稀土掺杂无机钙钛矿量子点复合硅太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的铯前驱体的制备是称量0.5～1.5克碳酸铯，加入20～40毫升十八烯、1.5～3.0毫升油酸，然后在惰性气体保护下加热到180～220摄氏度，直到粉末完全溶解；再在惰性气体保护下降温到110～140摄氏度，得到铯前驱体。
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