一種太陽能電池用高效錫酸鋅納米晶薄膜的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種太陽能電池用高效錫酸鋅納米晶薄膜，其步驟如下：步驟1，制備鋅有機液；步驟2，制備四價錫液；步驟3，將四價錫液緩慢滴加至鋅有機液中，然后加入氫氧化鈉溶液中和；步驟4，將中和后的反應液放入高溫反應釜中反應，結束后自然冷卻；步驟5，在步驟4的反應液加入分散劑，以噴涂和蒸餾的方法在基材上形成薄膜；步驟6，在馬弗爐中將薄膜燒結，得到錫酸鋅納米晶薄膜。本發明制得的小粒徑錫酸鋅納米晶合成過程簡單，純度高，較大的比表面能吸附更多的染料，從而增加了光的利用率。
【專利說明】
一種太陽能電池用高效錫酸鋅納米晶薄膜
技術領域
[0001]本發明屬于太陽能電池技術領域，具體涉及一種太陽能電池用高效錫酸鋅納米晶薄膜。
【背景技術】
[0002]透明導電薄膜是把光學透明性能與導電性能復合在一體的光電材料，由于其具有優異的光電特性，成為近年來的研究熱點和前沿課題。目前在應用上絕大多數的透明導電薄膜材料都是使用摻錫氧化銦(Sn-doped In203，簡稱ITO薄膜)JTO性能穩定，制備工藝簡單，生產的重復性好，一直是占領市場主導地位的材料。在柔性發光器件、塑料液晶顯示器和塑料襯底的太陽電池等中有廣泛的應用前景。但是，雖然ITO薄膜是目前綜合光電性能優異、應用最為廣泛的一種透明導電薄膜材料，但是銦有毒，價格昂貴，穩定性差，存在銦擴散導致器件性能衰減等問題，人們力圖尋找一種價格低廉且性能優異的ITO替換材料。其中，氧化鋅體系是國內外研究的熱點，氧化鋅廉價，無毒，經處理后可以得到同ITO相比擬的電學和光學性能，已成為最具競爭力的透明導電薄膜材料。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種太陽能電池用高效錫酸鋅納米晶薄膜，本發明制得的小粒徑錫酸鋅納米晶合成過程簡單，純度高，較大的比表面能吸附更多的染料，從而增加了光的利用率。
[0004]—種太陽能電池用高效錫酸鋅納米晶薄膜，其步驟如下:
步驟I，制備鋅有機液:將有機鋅鹽加入無水乙醇溶液中進行攪拌，攪拌均勻后得到鋅有機液；
步驟2，制備四價錫液:將四價錫化合物采用乙酸溶液進行混合，混合均勻后得到乙酸液；
步驟3，將四價錫液緩慢滴加至鋅有機液中，然后加入氫氧化鈉溶液中和；
步驟4，將中和后的反應液放入高溫反應釜中反應，結束后自然冷卻；
步驟5，在步驟4的反應液加入分散劑，以噴涂和蒸餾的方法在基材上形成薄膜；
步驟6，在馬弗爐中將薄膜燒結，得到錫酸鋅納米晶薄膜。
[0005]所述步驟I中的有機鋅鹽采用乙酸鋅或者乙醇鋅。
[0006]所述步驟I中的有機鋅鹽的濃度為10-15%。
[0007]所述步驟2中的四價錫化合物采用乙酸錫。
[0008]所述步驟2中的四價錫液的濃度為15-20%。
[0009]所述步驟3中的滴加速度為3mL/min，所述氫氧化鈉溶液的濃度為5-8mol/L。
[0010]所述步驟4中的高溫反應溫度為120-150°C，反應時間為20_30min。
[0011]所述步驟5中的分散劑采用聚乙烯吡咯烷酮。
[0012]所述步驟5中的噴涂和蒸餾的方法指的是先將反應液噴涂在基材上形成膜層，然后在水蒸氣條件下進行水蒸;所述噴涂量為0.10-0.17mg/cm2，所述水蒸的溫度為80-95V。
[0013]所述步驟6中的燒結溫度為300_450°C。
[0014]所述制備方法中的有機鋅鹽、四價錫化合物和分散劑的配方為:有機鋅鹽11-15份、四價錫化合物13-17份和分散劑2-4份。
[0015]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:
1、本發明制得的小粒徑錫酸鋅納米晶合成過程簡單，純度高，較大的比表面能吸附更多的染料，從而增加了光的利用率。
[0016]2、本發明制得錫酸鋅納米晶薄膜不僅具有良好的比表面，同時采用有機金屬鹽作為原材料能夠大大增加了結構穩固性，提高薄膜的使用壽命。
[0017]3、本發明制備的錫酸鋅納米晶薄膜最低電阻率為5.6X10—4Ω.cm，表面功函數5.3eV0
【具體實施方式】
[0018]下面結合實施例對本發明做進一步描述:
實施例1
一種太陽能電池用高效錫酸鋅納米晶薄膜，其步驟如下:
步驟I，制備鋅有機液:將有機鋅鹽加入無水乙醇溶液中進行攪拌，攪拌均勻后得到鋅有機液；
步驟2，制備四價錫液:將四價錫化合物采用乙酸溶液進行混合，混合均勻后得到乙酸液；
步驟3，將四價錫液緩慢滴加至鋅有機液中，然后加入氫氧化鈉溶液中和；
步驟4，將中和后的反應液放入高溫反應釜中反應，結束后自然冷卻；
步驟5，在步驟4的反應液加入分散劑，以噴涂和蒸餾的方法在基材上形成薄膜；
步驟6，在馬弗爐中將薄膜燒結，得到錫酸鋅納米晶薄膜。
[0019]所述步驟I中的有機鋅鹽采用乙酸鋅。
[0020 ]所述步驟I中的有機鋅鹽的濃度為10%。
[0021 ]所述步驟2中的四價錫化合物采用乙酸錫。
[0022 ]所述步驟2中的四價錫液的濃度為15%。
[0023]所述步驟3中的滴加速度為3mL/min，所述氫氧化鈉溶液的濃度為5mol/L。
[0024]所述步驟4中的高溫反應溫度為120°C，反應時間為20min。
[0025]所述步驟5中的分散劑采用聚乙烯吡咯烷酮。
[0026]所述步驟5中的噴涂和蒸餾的方法指的是先將反應液噴涂在基材上形成膜層，然后在水蒸氣條件下進行水蒸;所述噴涂量為0.10mg/cm2，所述水蒸的溫度為80 V。
[0027]所述步驟6中的燒結溫度為300°C。
[0028]所述制備方法中的有機鋅鹽、四價錫化合物和分散劑的配方為:有機鋅鹽11份、四價錫化合物13份和分散劑2份。
[0029]實施例2
一種太陽能電池用高效錫酸鋅納米晶薄膜，其步驟如下:
步驟I，制備鋅有機液:將有機鋅鹽加入無水乙醇溶液中進行攪拌，攪拌均勻后得到鋅有機液；
步驟2，制備四價錫液:將四價錫化合物采用乙酸溶液進行混合，混合均勻后得到乙酸液；
步驟3，將四價錫液緩慢滴加至鋅有機液中，然后加入氫氧化鈉溶液中和；
步驟4，將中和后的反應液放入高溫反應釜中反應，結束后自然冷卻；
步驟5，在步驟4的反應液加入分散劑，以噴涂和蒸餾的方法在基材上形成薄膜；
步驟6，在馬弗爐中將薄膜燒結，得到錫酸鋅納米晶薄膜。
[0030]所述步驟I中的有機鋅鹽采用乙醇鋅。
[0031 ]所述步驟I中的有機鋅鹽的濃度為15%。
[0032 ]所述步驟2中的四價錫化合物采用乙酸錫。
[0033]所述步驟2中的四價錫液的濃度為20%。
[0034]所述步驟3中的滴加速度為3mL/min，所述氫氧化鈉溶液的濃度為8mol/L。
[0035]所述步驟4中的高溫反應溫度為150°C，反應時間為30min。
[0036]所述步驟5中的分散劑采用聚乙烯吡咯烷酮。
[0037]所述步驟5中的噴涂和蒸餾的方法指的是先將反應液噴涂在基材上形成膜層，然后在水蒸氣條件下進行水蒸;所述噴涂量為0.17mg/cm2，所述水蒸的溫度為95 V。
[0038]所述步驟6中的燒結溫度為450°C。
[0039]所述制備方法中的有機鋅鹽、四價錫化合物和分散劑的配方為:有機鋅鹽15份、四價錫化合物17份和分散劑4份。
[0040]實施例3
一種太陽能電池用高效錫酸鋅納米晶薄膜，其步驟如下:
步驟I，制備鋅有機液:將有機鋅鹽加入無水乙醇溶液中進行攪拌，攪拌均勻后得到鋅有機液；
步驟2，制備四價錫液:將四價錫化合物采用乙酸溶液進行混合，混合均勻后得到乙酸液；
步驟3，將四價錫液緩慢滴加至鋅有機液中，然后加入氫氧化鈉溶液中和；
步驟4，將中和后的反應液放入高溫反應釜中反應，結束后自然冷卻；
步驟5，在步驟4的反應液加入分散劑，以噴涂和蒸餾的方法在基材上形成薄膜；
步驟6，在馬弗爐中將薄膜燒結，得到錫酸鋅納米晶薄膜。
[0041]所述步驟I中的有機鋅鹽采用乙酸鋅。
[0042 ]所述步驟I中的有機鋅鹽的濃度為13%。
[0043]所述步驟2中的四價錫化合物采用乙酸錫。
[0044]所述步驟2中的四價錫液的濃度為18%。
[0045]所述步驟3中的滴加速度為3mL/min，所述氫氧化鈉溶液的濃度為6mol/L。
[0046]所述步驟4中的高溫反應溫度為140°C，反應時間為26min。
[0047]所述步驟5中的分散劑采用聚乙烯吡咯烷酮。
[0048]所述步驟5中的噴涂和蒸餾的方法指的是先將反應液噴涂在基材上形成膜層，然后在水蒸氣條件下進行水蒸;所述噴涂量為0.13mg/cm2，所述水蒸的溫度為88°C。
[0049]所述步驟6中的燒結溫度為380°C。
[0050]所述制備方法中的有機鋅鹽、四價錫化合物和分散劑的配方為:有機鋅鹽13份、四價錫化合物15份和分散劑3份。
[0051]以上所述僅為本發明的一實施例，并不限制本發明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術方案，均落在本發明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種太陽能電池用高效錫酸鋅納米晶薄膜，其特征在于:其步驟如下: 步驟I，制備鋅有機液:將有機鋅鹽加入無水乙醇溶液中進行攪拌，攪拌均勻后得到鋅有機液； 步驟2，制備四價錫液:將四價錫化合物采用乙酸溶液進行混合，混合均勻后得到乙酸液； 步驟3，將四價錫液緩慢滴加至鋅有機液中，然后加入氫氧化鈉溶液中和； 步驟4，將中和后的反應液放入高溫反應釜中反應，結束后自然冷卻； 步驟5，在步驟4的反應液加入分散劑，以噴涂和蒸餾的方法在基材上形成薄膜； 步驟6，在馬弗爐中將薄膜燒結，得到錫酸鋅納米晶薄膜。2.根據權利要求書I所述的一種太陽能電池用高效錫酸鋅納米晶薄膜，其特征在于，所述步驟I中的有機鋅鹽采用乙酸鋅或者乙醇鋅。3.根據權利要求書I所述的一種太陽能電池用高效錫酸鋅納米晶薄膜，其特征在于，所述步驟I中的有機鋅鹽的濃度為10-15%。4.根據權利要求書I所述的一種太陽能電池用高效錫酸鋅納米晶薄膜，其特征在于，所述步驟2中的四價錫化合物采用乙酸錫，所述步驟2中的四價錫液的濃度為15-20%。5.根據權利要求書I所述的一種太陽能電池用高效錫酸鋅納米晶薄膜，其特征在于，所述步驟3中的滴加速度為3mL/min，所述氫氧化鈉溶液的濃度為5-8mol/L。6.根據權利要求書I所述的一種太陽能電池用高效錫酸鋅納米晶薄膜，其特征在于，所述步驟4中的高溫反應溫度為120-150°(:，反應時間為20-301^11。7.根據權利要求書I所述的一種太陽能電池用高效錫酸鋅納米晶薄膜，其特征在于，所述步驟5中的分散劑采用聚乙烯吡咯烷酮。8.根據權利要求書I所述的一種太陽能電池用高效錫酸鋅納米晶薄膜，其特征在于，所述步驟5中的噴涂和蒸餾的方法指的是先將反應液噴涂在基材上形成膜層，然后在水蒸氣條件下進行水蒸;所述噴涂量為0.10-0.17mg/cm2，所述水蒸的溫度為80-95°C。9.根據權利要求書I所述的一種太陽能電池用高效錫酸鋅納米晶薄膜，其特征在于，所述步驟6中的燒結溫度為300-450°C。10.根據權利要求書I所述的一種太陽能電池用高效錫酸鋅納米晶薄膜，其特征在于，所述制備方法中的有機鋅鹽、四價錫化合物和分散劑的配方為:有機鋅鹽11-15份、四價錫化合物13-17份和分散劑2-4份。
【文檔編號】H01G9/20GK106098392SQ201610651870
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月11日 公開號201610651870.4, CN 106098392 A, CN 106098392A, CN 201610651870, CN-A-106098392, CN106098392 A, CN106098392A, CN201610651870, CN201610651870.4
【發明人】方澤波
【申請人】紹興文理學院