一種硫硒化合物復合陣列的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于太陽能電池技術領域，具體涉及一種硫砸化合物復合陣列的制備方法。
【背景技術】
[0002]太陽能具有廉價、無污染和運行安全等特點，并且取之不盡用之不竭，因此成為最具開發潛力的新能源之一。而量子點敏化太陽能電池作為第三代高效太陽能電池，具有成本低廉、制作簡單和理論效率較高的優點，成為目前新能源領域關注的熱點。
[0003]過渡金屬的硫砸復合物因其具有獨特的結構而表現出優異的物理特性和化學特性，目前合成硫砸復合物的方法主要有高溫熱分解法、溶劑熱合成法、氣相硫化法和模板法，然而這些合成方法普遍存在工藝復雜、條件苛刻和產品性能不夠理想的缺陷。
【發明內容】
[0004]本發明解決的技術問題是提供了一種成本低廉且工藝條件溫和的硫砸化合物復合陣列的制備方法，該方法制得的硫砸化合物復合陣列具有良好的電子傳輸通道和催化活性，因而表現出良好的電化學特性和催化性能，在量子點敏化太陽能電池中具有廣闊的應用前景。
[0005]本發明為解決上述技術問題采用如下技術方案，一種硫砸化合物復合陣列的制備方法，其特征在于具體步驟為:
(1)表面覆蓋有堿式碳酸鐵或堿式碳酸鈷的導電玻璃片的制備:將硝酸鐵或硝酸鈷溶于蒸餾水中，再加入氟化銨和尿素，將溶液攪拌混合均勻后轉入含有導電玻璃片的反應釜中，然后于120°C水熱反應5h后冷卻至室溫得到表面覆蓋有堿式碳酸鐵或堿式碳酸鈷的導電玻璃片；
(2)硫砸化合物復合陣列的制備:將砸粉和硫粉加到溶劑中并通入保護氣，然后加入硼氫化鈉溶液，再加入步驟(1)得到的表面覆蓋有堿式碳酸鐵或堿式碳酸鈷的導電玻璃片，繼續通入保護氣，浸泡10-12h后將導電玻璃片取出清洗干凈后得到硫砸化合物復合陣列。
[0006]進一步優選，步驟(1)中硝酸鐵或硝酸鈷、氟化銨和尿素的摩爾比1:2:5。
[0007]進一步優選，步驟(2)中砸粉和硫粉的總摩爾量與硼氫化鈉的摩爾比為4-5:8-11 ο
[0008]進一步優選，步驟(2)中的溶劑為水、乙醇或水和乙醇的混合物。
[0009]進一步優選，步驟(2)中的保護氣為氮氣或氬氣。
[0010]本發明制備方法簡單，反應條件溫和，制得的硫砸化合物復合陣列良好的電子傳輸性能，因而表現出良好的電化學特性和催化性能，在量子點敏化太陽能電池中具有廣闊的應用前景，能夠很好地應用于太陽能電池的對電極。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明實施例1制得的表面覆蓋有堿式碳酸鈷的導電玻璃片的掃描電鏡圖；
圖2是本發明實施例1制得的硫砸化合物復合陣列性能測試圖。
【具體實施方式】
[0012]以下通過實施例對本發明的上述內容做進一步詳細說明，但不應該將此理解為本發明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發明上述內容實現的技術均屬于本發明的范圍。
[0013]實施例1
(1)將5mmol的硝酸鈷溶解于50mL的蒸饋水中，再加入lOmmol的氟化錢和25mmol的尿素，將溶液攪拌均勻后轉入反應釜中且該反應釜中放有導電玻璃(FT0)片，然后于120°C水熱反應5h后冷卻至室溫得到表面覆蓋有堿式碳酸鈷的導電玻璃(FT0)片；
(2)將砸粉和硫粉加到溶劑水中并通入氮氣(其中砸粉與硫粉的摩爾比為1:2，砸粉與硫粉的總摩爾量為lOmmol )，然后加入硼氫化鈉(22mmol)溶液，再加入步驟(1)得到的表面覆蓋有堿式碳酸鈷的導電玻璃(FT0)片，繼續通入氮氣，浸泡10h后將導電玻璃片取出清洗干凈后得到硫砸化合物復合陣列。
[0014]圖1為本實施例制得的表面覆蓋有堿式碳酸鈷的導電玻璃片的掃描電鏡圖，由圖可知通過步驟1制得了垂直于導電玻璃片生長的堿式碳酸鈷的棒狀陣列。
[0015]圖2為本實施例中硫砸化合物復合陣列性能測試圖，從圖中可以看出用黃銅片做為量子點敏化太陽能電池的對電極開路電壓、短路電流、填充因子和效率分別為0.60V、12.1mAcm 2、0.406和2.96%，而用本實施例制得的硫砸化合物復合陣列作為量子點敏化太陽能電池的對電極開路電壓、短路電流、填充因子和效率分別為0.61VU3.3mA cm2、0.437和3.56%，這說明制備的硫砸化合物復合陣列由于其良好的電子傳輸通道，有利于電子的快速傳輸，從而具有較低的復合電阻，表現出了良好的催化活性，提高了太陽能電池的光電轉化效率。
[0016]實施例2
(1)將5mmol的硝酸鈷溶解于50mL的蒸饋水中，再加入lOmmol的氟化錢和25mmol的尿素，將溶液攪拌均勻后轉入反應釜中且該反應釜中放有導電玻璃(FT0)片，然后于120°C水熱反應5h后冷卻至室溫得到表面覆蓋有堿式碳酸鈷的導電玻璃(FT0)片；
(2)將砸粉和硫粉加到溶劑乙醇中并通入氮氣(其中砸粉與硫粉的摩爾比為1:1，砸粉與硫粉的總摩爾量為Smmol )，然后加入硼氫化鈉(16mmol)溶液，再加入步驟(1)得到的表面覆蓋有堿式碳酸鈷的導電玻璃(FT0)片，繼續通入氮氣，浸泡12h后將導電玻璃片取出清洗干凈后得到硫砸化合物復合陣列。
[0017]實施例3
(1)將5mmol的硝酸鐵溶解于50mL的蒸饋水中，再加入lOmmol的氟化錢和25mmol的尿素，將溶液攪拌均勻后轉入反應釜中且該反應釜中放有導電玻璃(FT0)片，然后于120°C水熱反應5h后冷卻至室溫得到表面覆蓋有堿式碳酸鐵的導電玻璃(FT0)片；
(2 )將砸粉和硫粉加到溶劑水和乙醇的混合溶液中并通入氬氣(其中砸粉與硫粉的摩爾比為1:2，砸粉與硫粉的總摩爾量為lOmmol )，然后加入硼氫化鈉(20mmol)溶液，再加入步驟(1)得到的表面覆蓋有堿式碳酸鐵的導電玻璃(FTO)片，繼續通入氬氣，浸泡12h后將導電玻璃片取出清洗干凈后得到硫砸化合物復合陣列。
[0018]以上實施例描述了本發明的基本原理、主要特征及優點，本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明原理的范圍下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進均落入本發明保護的范圍內。
【主權項】
1.一種硫砸化合物復合陣列的制備方法，其特征在于具體步驟為: (1)表面覆蓋有堿式碳酸鐵或堿式碳酸鈷的導電玻璃片的制備:將硝酸鐵或硝酸鈷溶于蒸餾水中，再加入氟化銨和尿素，將溶液攪拌混合均勻后轉入含有導電玻璃片的反應釜中，然后于120°c水熱反應5h后冷卻至室溫得到表面覆蓋有堿式碳酸鐵或堿式碳酸鈷的導電玻璃片； (2)硫砸化合物復合陣列的制備:將砸粉和硫粉加到溶劑中并通入保護氣，然后加入硼氫化鈉溶液，再加入步驟(1)得到的表面覆蓋有堿式碳酸鐵或堿式碳酸鈷的導電玻璃片，繼續通入保護氣，浸泡10-12h后將導電玻璃片取出清洗干凈后得到硫砸化合物復合陣列。2.根據權利要求1所述的硫砸化合物復合陣列的制備方法，其特征在于:步驟(1)中硝酸鐵或硝酸鈷、氟化銨和尿素的摩爾比1:2: 5。3.根據權利要求1所述的硫砸化合物復合陣列的制備方法，其特征在于:步驟(2)中砸粉和硫粉的總摩爾量與硼氫化鈉的摩爾比為4-5:8-11。4.根據權利要求1所述的硫砸化合物復合陣列的制備方法，其特征在于:步驟(2)中的溶劑為水、乙醇或水和乙醇的混合物。5.根據權利要求1所述的硫砸化合物復合陣列的制備方法，其特征在于:步驟(2)中的保護氣為氮氣或氬氣。
【專利摘要】本發明公開了一種硫硒化合物復合陣列的制備方法，屬于太陽能電池技術領域。本發明的技術方案要點為：一種硫硒化合物復合陣列的制備方法，具體包括表面覆蓋有堿式碳酸鐵或堿式碳酸鈷的導電玻璃片的制備和硫硒化合物復合陣列的制備等步驟。本發明制備方法簡單，反應條件溫和，制得的硫硒化合物復合陣列具有良好的電子傳輸通道和催化活性，因而表現出良好的電化學特性和催化性能，能夠很好地應用于量子點敏化太陽能電池的對電極，在太陽能電池中具有廣闊的應用前景。
【IPC分類】H01G9/042, H01G9/20
【公開號】CN105280387
【申請號】CN201510807408
【發明人】武大鵬, 王紅菊, 高志永, 徐芳, 安義鵬, 蔣凱
【申請人】河南師范大學
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年11月21日