一种使用溶剂调控的PbS量子点异质结太阳电池及其制备方法

摘要

本发明公开了一种使用溶剂调控的PbS量子点异质结太阳电池及其制备方法，所述PbS量子点异质结太阳电池由玻璃衬底、阴极、阴极界面层、光活性层和阳极依次层叠构成，其特征在于在制备光活性层时使用了溶剂调控工艺。使用正辛烷、异辛烷、庚烷、正己烷、甲苯之一或将其中两者混合作为溶剂溶解PbS量子点，并将该溶液采用旋涂、刷涂、喷涂、浸涂、辊涂、丝网印刷、印刷或喷墨打印方式形成光吸收层。利用溶剂不同的极性、粘度、沸点等性质调控PbS量子点薄膜，使薄膜更加质密和平整，减少薄膜中的缺陷。本发明可明显提高PbS量子点异质结太阳电池的能量转换效率。本发明制备工艺简单，制备过程可在大气环境下完成，大大地减少了制作成本。

权利要求

1.一种使用溶剂调控的PbS量子点异质结太阳电池，其特征在于，所述太阳电池由玻璃衬底、阴极、阴极界面层、光活性层和阳极依次层叠构成；所述的光活性层在制备时使用了溶剂调控工艺；所述阴极的材料为掺氟二氧化锡透明导电膜或掺铝氧化锌透明导电膜；所述阴极界面层依次为ZnO和TiO2，ZnO厚度为30-40nm，TiO2厚度为150-250nm；所述光活性层由PbS量子点构成，光活性层厚度为200-350nm；所述溶剂调控工艺为使用正辛烷、异辛烷、庚烷、正己烷和甲苯中的两种作为溶剂溶解PbS量子点；所述阳极的材料为Au，阳极的厚度为80-100nm。

2.制备权利要求1所述的一种使用溶剂调控的PbS量子点异质结太阳电池的方法，其特征在于，采用sol-gel法制备ZnO和TiO2的前驱体，将所述前驱体经旋涂、刷涂、喷涂、浸涂、辊涂、丝网印刷或喷墨打印方式覆盖在阴极上，经过烧结形成阴极界面层，其中ZnO的烧结温度为300℃-350℃，烧结时间1-3min；TiO2烧结温度为450℃-500℃，烧结时间30-60min；

再采用溶剂热法合成PbS量子点，将PbS量子点提纯后溶解于有机溶剂中，溶液浓度为20-

25mg/mL，将所述溶液经旋涂、刷涂、喷涂、浸涂、辊涂、丝网印刷或喷墨打印方式在阴极界面层上沉积PbS量子点，形成PbS量子点薄膜，并进行配体取代，形成光活性层；最后蒸镀Au电极，并用环氧树脂包封。

3.根据权利要求2所述的一种使用溶剂调控的PbS量子点异质结太阳电池的制备方法，其特征在于，所述采用溶剂热法合成PbS量子点中使用PbO作为铅源，十八烯作为溶剂，油酸作为配体，六甲基硅硫烷作为硫源。

4.根据权利要求3所述的一种使用溶剂调控的PbS量子点异质结太阳电池的制备方法，其特征在于，所述配体取代为使用巯基丙酸的甲醇溶液或四丁基碘化铵的甲醇溶液覆盖刚沉积的PbS量子点层，使巯基丙酸或四丁基碘化铵取代油酸成为PbS量子点新的配体，用甲醇清洗去除被取代的油酸以及多余的溶液。

说明书

一种使用溶剂调控的PbS量子点异质结太阳电池及其制备

方法

技术领域

[0001] 本发明涉及光电器件领域，特别是量子点太阳电池的技术领域，具体涉及一种使用溶剂调控的PbS量子点异质结太阳电池及其制备方法。

背景技术

[0002] 随着经济的快速发展，我国的能源需求逐年增加。而我国长期以煤炭、石油为主的能源结构造成了大量的碳排放和空气污染。出于保护生态环境的需要，我们急需开发可再生能源，例如太阳能和风能。

[0003] 基于光伏效应将太阳能转化为电能的太阳电池一直是国内外研究的热点。目前大量使用的太阳电池主要是单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池和非晶硅薄膜太阳电池。和火力发电相比，晶硅电池和非晶硅薄膜电池的发电成本仍然很高，大规模的推广及商业化应用会遇到一定困难，发展低成本高效率的新型电池势在必行。

[0004] 利用无机半导体纳米晶(又称为量子点)制备光伏器件在2005年取得突破。Alivisatos等人首次利用CdTe纳米晶和CdSe纳米晶制备了纳米晶太阳电池，能量转换效率达到2.9％[Gur I,Fromer N A,Alivisatos A P,et al.CdTe/CdSe Nanocrystal Solar Cells Processed from Solution[J].Science,2005,310,462.]。在这种太阳电池中，CdTe作为p型材料，CdSe作为n型材料，两者构成异质结。由于CdTe和CdSe的HOMO、LUMO能级不同，界面处会产生能级梯度，促使激子分离。此后，纳米晶太阳电池成为研究热点，先后有多种纳米晶太阳电池被发明，其中之一便是PbS量子点太阳电池。

[0005] 量子点又可称为纳米晶，具有量子尺寸效应。量子尺寸效应是一个重要概念，首先激子玻尔半径是晶体导带中的电子和价带中的空穴的固有距离。只有在晶体尺寸大于激子玻尔半径时，晶体的能带才可以被看成是连续的。因此，可以用激子玻尔半径来判断一个晶体是半导体量子点，还是一般的块体半导体材料。在大块的半导体材料中，激子玻尔半径远远小于晶体尺寸，激子可以在晶体中自由运动。在量子点中，激子玻尔半径和晶体尺寸相当或大于晶体尺寸，激子的运动就受到了限制，这就产生了量子限域，此时晶体的能级是分立的，材料的带隙会增大。所以可以通过调节晶粒尺寸来控制材料的带隙。例如，PbS的激子玻尔半径是18nm，PbS块体材料的带隙是0.41eV，当PbS晶粒尺寸减小到18nm以下，由于量子尺寸效应带隙会变大。太阳电池的理想带隙是1.0-1.5eV，当PbS晶体尺寸达到5nm左右时就可以获得合适的带隙用来制备太阳电池。

[0006] 2007年Sargent等人制备了ITO/PbS量子点/Al电极组成的器件，这种器件属于肖特基结太阳电池[Sargent E H,Clifford J P,Johnston K W,et al.Schottky barriers to colloidal quantum dot films[J].Applied Physics Letters,2007,91(25):253117-253117-3.]。所谓肖特基结构，就是将PbS量子点置于透明导电氧化物和低功函金属之间。
PbS量子点吸收太阳光产生激子，由于PbS量子点与金属的功函数不同，在它们的界面处会产生肖特基势垒，由肖特基势垒产生的内建电场使激子分离。2008年Sargent等人制备的肖特基结构的PbS量子点太阳电池能量转换效率为1.8％[Johnston,Pattantyus-Abraham,Clifford,et al.Schottky-quantum dot photovoltaics for efficient infrared power conversion[J].Applied Physics Letters,2008,92(15):151115-151115-3.]。肖特基结构的PbS量子点电池具有结构简单，制备方便的特点，但也存在局限性。首先，肖特基器件中激子大部分在欧姆接触端产生，远离肖特基结，不利于电子-空穴对分离。此外，量子点/金属界面处的费米能级钉扎效应减小了开路电压。这些因素使得肖特基结构的PbS量子点太阳电池难以获得较高的能量转换效率。

[0007] 异质结结构可以克服这些局限性。这种结构通常使用n型宽带隙半导体材料例如TiO2，ZnO和p型PbS量子点薄膜形成整流结。由异质结产生的内建电场和Ⅱ型异质界面处的导带落差共同推动电子-空穴对分离，比肖特基结构的分离效率明显提高。并且n型宽带隙半导体具有深HOMO能级，可以阻挡空穴进入阴极，提高空穴收集效率。2011年Sargent等人利用sol-gel法以钛酸四丁脂、三乙醇胺、无水乙醇为原料制备TiO2前驱体，将前驱体旋涂在FTO导电玻璃上，在空气中经过520℃烧结得到TiO2阴极界面层，在TiO2之上旋涂PbS量子点，之后蒸镀Au/Ag电极，获得了3.66％的能量转换效率[Liu H,Tang J,Kramer I J,et al.Electron acceptor materials engineering in colloidal quantum dot solar cells.[J].Advanced Materials,2011,23(33):3832–3837.]。2012年Sargent等人在合成PbS量子点的过程中向反应混合物中注入由CdCl2、十四烷基磷酸、油胺组成的配体，钝化PbS量子点表面的悬挂键，使其变得更加稳定。器件结构为：玻璃/FTO/ZnO/TiO2/PbS量子点/MoOx/Au/Ag，能量转换效率为7.4％[Ip A H,Thon S M,Hoogland S,et al.Hybrid passivated colloidal quantum dot solids[J].Nature Nanotechnology,2012,7(9):577-582.]。

[0008] PbS量子点太阳电池使用溶液加工工艺，可在室温下以配制溶液，然后通过旋涂、喷涂、辊涂或者喷墨打印等方式成膜，可以连续制备大面积的太阳电池，与有机太阳电池一样具有低成本、可制备柔性器件的优势。并且PbS量子点属于无机纳米晶体，迁移率高、稳定较好，器件的制备可以在空气中进行，不需要特殊气体的保护；应用量子尺寸效应，通过改变PbS量子点的尺寸即可获得与太阳光谱相匹配的带隙；克服了有机太阳电池的光谱响应范围与太阳光谱不匹配，载流子迁移率不高，稳定性和寿命较差的问题，有着诱人的发展前景。

[0009] 然而，目前PbS量子点异质结太阳电池的最高能量转换效率为8.5％，距离商业化还有一段较大的距离。因此，PbS量子点异质结太阳电池的研究也面临很大的挑战，只有获得效率更高，性能稳定的器件，才能进行商业化的生产，获得廉价的可再生能源。

[0010] PbS量子点异质结太阳电池还存在一些问题，使其性能受到制约，这些挑战主要包括：1)由PbS量子点构成的光活性层存在较多缺陷，限制了激子的扩散长度，增加了电子-空穴对在到达异质结前复合的几率，造成器件的填充因子偏低；2)只有激子在距离耗尽区边缘一个扩散长度的范围内产生才能被有效收集。PbS量子点薄膜的扩散长度在10-100纳米的范围。因此，要保证有效的电荷抽取，PbS量子点薄膜的厚度就不能超过少数载流子扩散长度与耗尽区长度之和。这就将光吸收层的厚度限制在约300纳米，而完全吸收阳光需要约1000纳米的厚度；3)PbS量子点与TiO2的界面处存在较多缺陷，增加了复合损耗，造成器件填充因子下降；4)PbS量子点与宽带隙半导体材料，如TiO2的LUMO能级不完全匹配，损害了器件的开路电压Voc。

[0011] 目前，对改善PbS量子点薄膜质量的努力主要集中在改进对PbS量子点的钝化工艺，人们尝试使用不同的配体例如：十四烷基膦酸、巯基丙酸、碘离子等钝化PbS量子点表面的悬挂键，减少PbS量子点表面的缺陷，并使PbS量子点更加稳定，不易被空气中的水和氧破坏。这些方法对提高器件的能量转换效率起到了明显的作用，但仅仅改善PbS量子点的性能还不足以制备高质量的由PbS量子点构成的薄膜。在本发明中，我们从另一个角度着手改进了PbS量子点的成膜质量。由于使用了溶液加工，一开始PbS量子点分散在溶剂中，在形成薄膜的过程中溶剂挥发，底部的PbS量子点吸附在阴极界面层上，更多的PbS量子点堆叠在它们上面，薄膜形成后将残余的溶剂烘干，PbS量子点薄膜便被固定下来。不同的溶剂的极性、粘度、沸点不同，与PbS量子点和阴极界面层的作用强弱也不尽相同。在成膜过程中，PbS量子点会以不同的方式堆叠，会对薄膜的形貌和质密度产生显著影响。以往的研究大多用正辛烷作溶剂，但正辛烷的沸点较高，会在薄膜中残留较多的溶剂，损害器件效率。本发明使用正辛烷、异辛烷、正庚烷、正己烷、甲苯或将其中两者混合作为溶剂，通过溶剂调控改善PbS量子点光活性层的性能，提高器件的能量转换效率。

发明内容

[0012] 针对现有技术的不足，本发明提出一种使用溶剂调控的PbS量子点异质结太阳电池及其制备方法。

[0013] 本发明的目的通过以下技术方案实现：

[0014] 一种使用溶剂调控的PbS量子点异质结太阳电池，所述太阳电池依次由玻璃衬底、阴极、阴极界面层、光活性层和阳极依次层叠构成，所述光活性层在制备时使用了溶剂调控工艺。

[0015] 进一步地，所述阴极的材料为掺氟二氧化锡透明导电膜(FTO)，或掺铝氧化锌透明导电膜(AZO)，优选使用FTO，所用的FTO透明导电玻璃表面电阻15ohm/sq，透光率83％，厚度1.6mm；所用的AZO透明导电玻璃表面电阻10ohm/sq，透光率81-83％，厚度2.0mm。

[0016] 进一步地，所述阴极界面层依次为ZnO和TiO2，ZnO厚度为30-40nm，TiO2厚度为150-200nm；ZnO和TiO2都是透明的n型宽带隙半导体材料，ZnO的HOMO、LUMO能级分别为7.2eV和
4.4eV，TiO2的HOMO、LUMO能级分别为7.1eV和3.81eV，TiO2与PbS量子点形成异质结，促使激子分离，TiO2的HOMO能级较深对空穴有阻挡作用，可防止空穴进入阴极，促进空穴的取出；
由于TiO2的前驱体在FTO表面的浸润性不好，难以形成高质量的薄膜，所以在TiO2和FTO之间引入一层ZnO提高TiO2薄膜的质量；同时ZnO还可以充当阻挡层，防止由于TiO2层的缺陷造成PbS量子点和FTO直接接触。

[0017] 进一步地，所述溶剂调控工艺为使用正辛烷、异辛烷、庚烷、正己烷和甲苯中的一种或两种作为溶剂溶解PbS量子点，所述溶剂的性质如表1所示。

[0018] 表1

[0019]

[0020] 极性不同的溶剂和基底的亲和程度不同，极性大的溶剂和TiO2亲和较好，可以使PbS量子点更好的附着在TiO2上；沸点高的溶剂在成膜后不易除去，残留的溶剂会影响器件效率；沸点低的溶剂挥发过快，不利于形成高质量的薄膜；将两种溶剂混合可以综合利用它们的优势得到更高质量的薄膜。

[0021] 进一步地，所述的光活性层由PbS量子点构成，光活性层厚度为200-350nm；PbS量子点的带隙随着尺寸而改变，通常在1.1eV，此时的尺寸5nm左右，对应的吸收波长为1100nm；PbS量子点吸收能量大于其带隙的光子，价带中的电子被激发到导带，在价带中产生空穴，电子-空穴对组成激子，激子迁移到异质结附近时在内建电场和能级落差的作用下分离，电子通过阴极界面层向阴极移动，空穴向阳极移动。

[0022] 进一步地，所述阳极的材料为Au，阳极的厚度为80-100nm；Au是一种高功函金属，功函数5.1eV，可以与PbS量子点的HOMO能级相匹配，形成欧姆接触。

[0023] 一种使用溶剂调控的PbS量子点异质结太阳电池的制备方法，采用sol-gel法制备ZnO和TiO2的前驱体，将所述前驱体经旋涂、刷涂、喷涂、浸涂、辊涂、丝网印刷、印刷或喷墨打印方式覆盖在阴极上，经过烧结形成阴极界面层，其中ZnO的烧结温度为300℃-350℃，烧结时间1-3min；TiO2烧结温度为450℃-500℃，烧结时间30-60min；再采用溶剂热法合成PbS量子点，将PbS量子点提纯后溶解于不同的有机溶剂中，溶液浓度为20-25mg/mL，将所述溶液经旋涂、刷涂、喷涂、浸涂、辊涂、丝网印刷、印刷或喷墨打印方式在阴极界面层上沉积PbS量子点，形成PbS量子点薄膜，并进行配体取代，形成光活性层；最后采用真空热蒸镀的方式制备Au电极，并用环氧树脂包封。

[0024] 进一步地，所述采用溶剂热法合成PbS量子点中使用PbO作为铅源，使用十八烯作为溶剂，使用油酸作为配体，使用六甲基硅硫烷作为硫源。

[0025] 进一步地，所述配体取代为使用巯基丙酸的甲醇溶液或四丁基碘化铵的甲醇溶液覆盖刚沉积的PbS量子点层，使巯基丙酸或四丁基碘化铵取代油酸成为PbS量子点新的配体，用甲醇清洗去除被取代的油酸以及多余的溶液。

[0026] 进一步地，所述有机溶剂为以下的任意一种或两种：正辛烷、异辛烷、庚烷、正己烷和甲苯。

[0027] 与现有技术相比，本发明具有如下优点与技术效果：

[0028] (1)本发明涉及的器件制备方法可以有效地提高PbS量子点薄膜的质量，使薄膜更加平整质密，减少了薄膜中的缺陷，促进了激子的迁移，降低了复合损耗，有效地提高了PbS量子点异质结太阳电池的能量转换效率。

[0029] (2)本发明涉及的器件制备方法使PbS量子点堆叠更加紧密，增强了器件的稳定性，延长其寿命。

[0030] (3)本发明涉及的器件结构，在可见光波段有10-40％的透光率，并且遮挡了绝大部分紫外线，可以实现半透明太阳电池的制备。

[0031] (4)本发明涉及的溶液加工技术均在空气中进行，不需要特殊的气体保护或除尘措施，大大地减小了制作难度，降低了制作成本。

附图说明

[0032] 图1为PbS量子点异质结太阳电池的结构示意图。

[0033] 图2为采用5层PbS量子点时太阳电池的透射光谱图。

具体实施方式

[0034] 下面结合具体实施例对本发明作进一步地具体详细描述，但本发明的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。

[0035] 所用的FTO是从珠海凯为光电公司购买的，规格100mm×150mm×1.6mm，表面电阻小于15ohm/sq，透光率大于83％。用玻璃切割器将FTO导电玻璃裁成15mm×15mm的正方形，用异丙醇擦拭FTO去除表面污物，将FTO放置在洗片架上用去离子水超声处理20分钟完成预清洗，然后依次用丙酮、微米级半导体专用洗涤剂、去离子水、异丙醇超声清洗20分钟，其中去离子水的清洗要重复3次，随后放入鼓风干燥箱中80℃恒温烘干。

[0036] 制备ZnO前驱体，使用二水乙酸锌、乙醇胺和乙二醇甲醚为原料，将3.2925g二水乙酸锌，0.9mL乙醇胺，30mL乙二醇甲醚装入三口烧瓶中，油浴加热到80℃，搅拌1小时，得到无色透明的溶胶凝胶，即ZnO前驱体，将产物装入西林瓶中密封备用。制备TiO2前驱体，将4.25mL钛酸四丁脂，3.75mL三乙醇胺与25mL无水乙醇在烧杯中混合搅拌2小时，加入5mL乙酸和5mL去离子水，继续在常温下搅拌24小时，将所得混合物装入烧杯放置于通风橱中，直到体积变为15mL成为透明的淡黄色凝胶，即TiO2前驱体。

[0037] 随后在FTO上依次沉积ZnO和TiO2。将FTO放置在匀胶机(KW-4A型)上，机械泵产生的负压将FTO吸附固定，用0.2微米的滤头过滤ZnO前驱体，将过滤后的ZnO前驱体滴在FTO上，覆盖FTO，匀胶机以3000rpm的转速旋涂30秒，之后用棉签蘸无水乙醇，擦去FTO一边的ZnO前驱体露出FTO用来镀电极。取下FTO片放在加热台(IKA公司HP4型)上在空气中以320℃热处理2分钟，得到30nm厚的ZnO薄膜。用0.45微米的滤头过滤TiO2前驱体，将过滤后的TiO2前驱体滴在ZnO薄膜上，以2500rpm的转速旋涂15秒，用棉签蘸无水乙醇擦去FTO片一边的TiO2前驱体，位置与之前相同，紧接着放置于加热台上在空气中以500℃加热60min，得玻璃衬底/阴极/阴极界面层。关于TiO2的步骤需要重复3次，获得200nm厚的TiO2薄膜。

[0038] 合成PbS量子点，原料为PbO、十八烯、油酸、六甲基硅硫烷、CdCl2、辛基磷酸和油胺。将0.45g PbO，16.5mL十八烯，1.5mL油酸加入三口烧瓶中，安装冷凝管和温度计，但不用通冷凝水，在冷凝管上安装氮气球并连接真空泵。将装置抽真空，加热搅拌使温度计示数在110℃，得到反应液。另使用相同的装置，将0.023g辛基磷酸，0.3gCdCl2，5mL油胺装入三口烧瓶中，抽真空加热到100℃并搅拌，得到配体溶液。4小时后，先将真空状态转换为氮气状态，关闭真空泵，装上通气瓶，取下止气夹通氮气。加热反应液使温度升到120℃，将5mL十八烯和0.21mL六甲基硅硫烷加入到西林瓶中混合，用注射器抽取并在10s内快速注入到120℃的反应液中，关闭热源，当温度降到100℃时注入1mL由CdCl2、辛基磷酸、油胺组成的配体溶液，降温到室温。用塑料吸管将产物取出，装入塑料离心管中，加入丙酮。用丙酮将产物离心清洗1次，丙酮和产物的体积比为3:1，离心转速10000rpm，时间7分钟，倒掉上层液体后用甲苯、丙酮、无水乙醇混合液离心清洗PbS量子点2遍，甲苯、丙酮、无水乙醇的体积比为2:3:3，离心转速10000rpm，时间7分钟。将产物吹干，加入溶剂溶解，得PbS量子点溶液；溶剂为正辛烷、异辛烷、庚烷、正己烷或甲苯或其中两种的混合溶剂，浓度25mg/mL。

[0039] 随后制备PbS层，上述方法制得的玻璃衬底/阴极/阴极界面层放置在匀胶机上，用0.2微米的滤头过滤PbS量子点溶液，(1)将5滴25mg/mL的PbS量子点溶液滴加到TiO2层上，将TiO2层覆盖，以2500rpm的转速旋涂10s；(2)滴加巯基丙酸/甲醇溶液(0.1mL:10mL)将PbS量子点薄膜覆盖，进行配体取代，静置40s后以2500rpm的转速旋涂10s；(3)滴加无水甲醇，可稍微溢出，清洗2次，旋涂2500rpm，10s。重复以上三个过程，一层一层地沉积PbS量子点薄膜，一般制备6层，最后将器件放置在加热台上以50℃加热12小时除去溶剂。一般而言，要求制得的光活性层厚度在300nm。厚度通过调节匀胶机的转速以及控制PbS量子点溶液的浓度来控制。制备过程中，所得薄膜的厚度由表面轮廓仪(Teriek公司Alpha-Tencor500型)实测记录。

[0040] 随后将器件转入真空镀腔中，开启机械泵和分子泵，当镀腔内达到3×10－4Pa的高真空以后，开始蒸镀Au膜作为阳极。薄膜的沉积速率和总的沉积厚度由施加的热功率控制，并通过石英晶振膜厚监测仪(STM-100型，Sycon公司制造)实时监控，使Au电极的厚度为80nm。光活性层的紫外-可见光吸收光谱由二极管阵列式紫外-可见分光光度计测得，测试的光谱范围300nm-1300nm。图2为采用5层PbS量子点时太阳电池的透射光谱图。

[0041] 太阳电池是能量转换器件，要将太阳能转换为电能，所以任何太阳电池器件性能参数的测定，最终都要以太阳光为测试标准。实验室中常用的AM1.5G测量标准的辐射照度是1000W/m2。当用太阳模拟光进行聚合物太阳电池性能测试时，首先要用标准电池确定光源是否复合AM1.5G的辐照度。标准硅太阳电池经过校准：在AM1.5G标准光谱下，即1000W/m2的辐射照度的光照射下，得到的短路电流为125mA。确定辐照强度后，即可对器件进行测试。用太阳模拟光进行太阳电池性能测试，可以方便地得出太阳模拟光的能量转换效率，其计算方法可直接由定义得到：

[0042]

[0043] 其中PMAX为最大输出功率(单位：mW)，Pin为辐射照度(单位：mW/cm2),S为器件的有效面积(单位：cm2)。测量聚合物本体异质结太阳电池性能的设备装置如表2所示。

[0044] 表2

[0045]

[0046] 实施例1将正辛烷作为溶剂

[0047] 选用如图1所示的异质结太阳电池器件结构，使用PbS量子点作为光吸收层，使用ZnO/TiO2作为阴极界面层，使用正辛烷作为PbS量子点的溶剂，具体实验步骤如上所述。表3列出了器件性能。

[0048] 表3

[0049]

[0050] 实施例2将甲苯作为溶剂

[0051] 重复实施例1，使用甲苯作为PbS量子点的溶剂，其它条件不变。表4列出了器件性能。

[0052] 极性不同的溶剂和基底的亲和程度不同。甲苯极性大，因此和TiO2亲和较好，可以使PbS量子点更好的附着在TiO2上。对比表3、表4可以看出，所制得器件的开路电压和填充因子均大于以正辛烷为溶剂的器件。表明本发明提出的使用甲苯作为PbS量子点的溶剂可以有效地减少PbS量子点与TiO2界面处的缺陷，减小复合损耗，提高器件的开路电压和填充因子。

[0053] 表4

[0054]

[0055] 实施例3将异辛烷作为溶剂

[0056] 重复实施例1，使用异辛烷作为PbS量子点的溶剂，其它条件不变。表5列出了器件性能。

[0057] 表5

[0058]

[0059] 实施例4将庚烷作为溶剂

[0060] 重复实施例1，使用庚烷作为PbS量子点的溶剂，其它条件不变。表6列出了器件性能。

[0061] 表6

[0062]

[0063] 实施例5将正己烷作为溶剂

[0064] 重复实施例1，使用正己烷作为PbS量子点的溶剂，其它条件不变。表7列出了器件性能。

[0065] 表7

[0066]

[0067] 实施例6混合溶剂

[0068] 重复实施例1，使用混合溶剂作为PbS量子点的溶剂，其它条件不变。表8列出了器件性能。

[0069] 溶液加工法成膜对溶剂的沸点、极性、粘度都有要求，单一溶剂很难达到最佳条件。使用混合溶剂可以获得合适的参数，提高薄膜质量。例如，将正辛烷和甲苯混合可以使溶剂的极性更加合适。而加入沸点较低的异辛烷可以增加溶剂挥发的速度。由表8可以看出，向正辛烷中加入5％(体积分数)的异辛烷时，获得了7.64％的能量转换效率，大于以正辛烷为单一溶剂时的效率。表明本发明提出的溶剂调控方法可以有效改善PbS量子点薄膜的质量，提高太阳电池的能量转换效率。

[0070] 表8

[0071]

[0072]

[0073] 本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。