一种太阳能电池用高效锡酸锌纳米晶薄膜的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种太阳能电池用高效锡酸锌纳米晶薄膜，其步骤如下：步骤1，制备锌有机液；步骤2，制备四价锡液；步骤3，将四价锡液缓慢滴加至锌有机液中，然后加入氢氧化钠溶液中和；步骤4，将中和后的反应液放入高温反应釜中反应，结束后自然冷却；步骤5，在步骤4的反应液加入分散剂，以喷涂和蒸馏的方法在基材上形成薄膜；步骤6，在马弗炉中将薄膜烧结，得到锡酸锌纳米晶薄膜。本发明制得的小粒径锡酸锌纳米晶合成过程简单，纯度高，较大的比表面能吸附更多的染料，从而增加了光的利用率。
【专利说明】
一种太阳能电池用高效锡酸锌纳米晶薄膜
技术领域
[0001]本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种太阳能电池用高效锡酸锌纳米晶薄膜。
【背景技术】
[0002]透明导电薄膜是把光学透明性能与导电性能复合在一体的光电材料，由于其具有优异的光电特性，成为近年来的研究热点和前沿课题。目前在应用上绝大多数的透明导电薄膜材料都是使用掺锡氧化铟(Sn-doped In203，简称ITO薄膜)JTO性能稳定，制备工艺简单，生产的重复性好，一直是占领市场主导地位的材料。在柔性发光器件、塑料液晶显示器和塑料衬底的太阳电池等中有广泛的应用前景。但是，虽然ITO薄膜是目前综合光电性能优异、应用最为广泛的一种透明导电薄膜材料，但是铟有毒，价格昂贵，稳定性差，存在铟扩散导致器件性能衰减等问题，人们力图寻找一种价格低廉且性能优异的ITO替换材料。其中，氧化锌体系是国内外研究的热点，氧化锌廉价，无毒，经处理后可以得到同ITO相比拟的电学和光学性能，已成为最具竞争力的透明导电薄膜材料。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种太阳能电池用高效锡酸锌纳米晶薄膜，本发明制得的小粒径锡酸锌纳米晶合成过程简单，纯度高，较大的比表面能吸附更多的染料，从而增加了光的利用率。
[0004]—种太阳能电池用高效锡酸锌纳米晶薄膜，其步骤如下:
步骤I，制备锌有机液:将有机锌盐加入无水乙醇溶液中进行搅拌，搅拌均匀后得到锌有机液；
步骤2，制备四价锡液:将四价锡化合物采用乙酸溶液进行混合，混合均匀后得到乙酸液；
步骤3，将四价锡液缓慢滴加至锌有机液中，然后加入氢氧化钠溶液中和；
步骤4，将中和后的反应液放入高温反应釜中反应，结束后自然冷却；
步骤5，在步骤4的反应液加入分散剂，以喷涂和蒸馏的方法在基材上形成薄膜；
步骤6，在马弗炉中将薄膜烧结，得到锡酸锌纳米晶薄膜。
[0005]所述步骤I中的有机锌盐采用乙酸锌或者乙醇锌。
[0006]所述步骤I中的有机锌盐的浓度为10-15%。
[0007]所述步骤2中的四价锡化合物采用乙酸锡。
[0008]所述步骤2中的四价锡液的浓度为15-20%。
[0009]所述步骤3中的滴加速度为3mL/min，所述氢氧化钠溶液的浓度为5-8mol/L。
[0010]所述步骤4中的高温反应温度为120-150°C，反应时间为20_30min。
[0011]所述步骤5中的分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮。
[0012]所述步骤5中的喷涂和蒸馏的方法指的是先将反应液喷涂在基材上形成膜层，然后在水蒸气条件下进行水蒸;所述喷涂量为0.10-0.17mg/cm2，所述水蒸的温度为80-95V。
[0013]所述步骤6中的烧结温度为300_450°C。
[0014]所述制备方法中的有机锌盐、四价锡化合物和分散剂的配方为:有机锌盐11-15份、四价锡化合物13-17份和分散剂2-4份。
[0015]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
1、本发明制得的小粒径锡酸锌纳米晶合成过程简单，纯度高，较大的比表面能吸附更多的染料，从而增加了光的利用率。
[0016]2、本发明制得锡酸锌纳米晶薄膜不仅具有良好的比表面，同时采用有机金属盐作为原材料能够大大增加了结构稳固性，提高薄膜的使用寿命。
[0017]3、本发明制备的锡酸锌纳米晶薄膜最低电阻率为5.6X10—4Ω.cm，表面功函数5.3eV0
【具体实施方式】
[0018]下面结合实施例对本发明做进一步描述:
实施例1
一种太阳能电池用高效锡酸锌纳米晶薄膜，其步骤如下:
步骤I，制备锌有机液:将有机锌盐加入无水乙醇溶液中进行搅拌，搅拌均匀后得到锌有机液；
步骤2，制备四价锡液:将四价锡化合物采用乙酸溶液进行混合，混合均匀后得到乙酸液；
步骤3，将四价锡液缓慢滴加至锌有机液中，然后加入氢氧化钠溶液中和；
步骤4，将中和后的反应液放入高温反应釜中反应，结束后自然冷却；
步骤5，在步骤4的反应液加入分散剂，以喷涂和蒸馏的方法在基材上形成薄膜；
步骤6，在马弗炉中将薄膜烧结，得到锡酸锌纳米晶薄膜。
[0019]所述步骤I中的有机锌盐采用乙酸锌。
[0020 ]所述步骤I中的有机锌盐的浓度为10%。
[0021 ]所述步骤2中的四价锡化合物采用乙酸锡。
[0022 ]所述步骤2中的四价锡液的浓度为15%。
[0023]所述步骤3中的滴加速度为3mL/min，所述氢氧化钠溶液的浓度为5mol/L。
[0024]所述步骤4中的高温反应温度为120°C，反应时间为20min。
[0025]所述步骤5中的分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮。
[0026]所述步骤5中的喷涂和蒸馏的方法指的是先将反应液喷涂在基材上形成膜层，然后在水蒸气条件下进行水蒸;所述喷涂量为0.10mg/cm2，所述水蒸的温度为80 V。
[0027]所述步骤6中的烧结温度为300°C。
[0028]所述制备方法中的有机锌盐、四价锡化合物和分散剂的配方为:有机锌盐11份、四价锡化合物13份和分散剂2份。
[0029]实施例2
一种太阳能电池用高效锡酸锌纳米晶薄膜，其步骤如下:
步骤I，制备锌有机液:将有机锌盐加入无水乙醇溶液中进行搅拌，搅拌均匀后得到锌有机液；
步骤2，制备四价锡液:将四价锡化合物采用乙酸溶液进行混合，混合均匀后得到乙酸液；
步骤3，将四价锡液缓慢滴加至锌有机液中，然后加入氢氧化钠溶液中和；
步骤4，将中和后的反应液放入高温反应釜中反应，结束后自然冷却；
步骤5，在步骤4的反应液加入分散剂，以喷涂和蒸馏的方法在基材上形成薄膜；
步骤6，在马弗炉中将薄膜烧结，得到锡酸锌纳米晶薄膜。
[0030]所述步骤I中的有机锌盐采用乙醇锌。
[0031 ]所述步骤I中的有机锌盐的浓度为15%。
[0032 ]所述步骤2中的四价锡化合物采用乙酸锡。
[0033]所述步骤2中的四价锡液的浓度为20%。
[0034]所述步骤3中的滴加速度为3mL/min，所述氢氧化钠溶液的浓度为8mol/L。
[0035]所述步骤4中的高温反应温度为150°C，反应时间为30min。
[0036]所述步骤5中的分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮。
[0037]所述步骤5中的喷涂和蒸馏的方法指的是先将反应液喷涂在基材上形成膜层，然后在水蒸气条件下进行水蒸;所述喷涂量为0.17mg/cm2，所述水蒸的温度为95 V。
[0038]所述步骤6中的烧结温度为450°C。
[0039]所述制备方法中的有机锌盐、四价锡化合物和分散剂的配方为:有机锌盐15份、四价锡化合物17份和分散剂4份。
[0040]实施例3
一种太阳能电池用高效锡酸锌纳米晶薄膜，其步骤如下:
步骤I，制备锌有机液:将有机锌盐加入无水乙醇溶液中进行搅拌，搅拌均匀后得到锌有机液；
步骤2，制备四价锡液:将四价锡化合物采用乙酸溶液进行混合，混合均匀后得到乙酸液；
步骤3，将四价锡液缓慢滴加至锌有机液中，然后加入氢氧化钠溶液中和；
步骤4，将中和后的反应液放入高温反应釜中反应，结束后自然冷却；
步骤5，在步骤4的反应液加入分散剂，以喷涂和蒸馏的方法在基材上形成薄膜；
步骤6，在马弗炉中将薄膜烧结，得到锡酸锌纳米晶薄膜。
[0041]所述步骤I中的有机锌盐采用乙酸锌。
[0042 ]所述步骤I中的有机锌盐的浓度为13%。
[0043]所述步骤2中的四价锡化合物采用乙酸锡。
[0044]所述步骤2中的四价锡液的浓度为18%。
[0045]所述步骤3中的滴加速度为3mL/min，所述氢氧化钠溶液的浓度为6mol/L。
[0046]所述步骤4中的高温反应温度为140°C，反应时间为26min。
[0047]所述步骤5中的分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮。
[0048]所述步骤5中的喷涂和蒸馏的方法指的是先将反应液喷涂在基材上形成膜层，然后在水蒸气条件下进行水蒸;所述喷涂量为0.13mg/cm2，所述水蒸的温度为88°C。
[0049]所述步骤6中的烧结温度为380°C。
[0050]所述制备方法中的有机锌盐、四价锡化合物和分散剂的配方为:有机锌盐13份、四价锡化合物15份和分散剂3份。
[0051]以上所述仅为本发明的一实施例，并不限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种太阳能电池用高效锡酸锌纳米晶薄膜，其特征在于:其步骤如下: 步骤I，制备锌有机液:将有机锌盐加入无水乙醇溶液中进行搅拌，搅拌均匀后得到锌有机液； 步骤2，制备四价锡液:将四价锡化合物采用乙酸溶液进行混合，混合均匀后得到乙酸液； 步骤3，将四价锡液缓慢滴加至锌有机液中，然后加入氢氧化钠溶液中和； 步骤4，将中和后的反应液放入高温反应釜中反应，结束后自然冷却； 步骤5，在步骤4的反应液加入分散剂，以喷涂和蒸馏的方法在基材上形成薄膜； 步骤6，在马弗炉中将薄膜烧结，得到锡酸锌纳米晶薄膜。2.根据权利要求书I所述的一种太阳能电池用高效锡酸锌纳米晶薄膜，其特征在于，所述步骤I中的有机锌盐采用乙酸锌或者乙醇锌。3.根据权利要求书I所述的一种太阳能电池用高效锡酸锌纳米晶薄膜，其特征在于，所述步骤I中的有机锌盐的浓度为10-15%。4.根据权利要求书I所述的一种太阳能电池用高效锡酸锌纳米晶薄膜，其特征在于，所述步骤2中的四价锡化合物采用乙酸锡，所述步骤2中的四价锡液的浓度为15-20%。5.根据权利要求书I所述的一种太阳能电池用高效锡酸锌纳米晶薄膜，其特征在于，所述步骤3中的滴加速度为3mL/min，所述氢氧化钠溶液的浓度为5-8mol/L。6.根据权利要求书I所述的一种太阳能电池用高效锡酸锌纳米晶薄膜，其特征在于，所述步骤4中的高温反应温度为120-150°(:，反应时间为20-301^11。7.根据权利要求书I所述的一种太阳能电池用高效锡酸锌纳米晶薄膜，其特征在于，所述步骤5中的分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮。8.根据权利要求书I所述的一种太阳能电池用高效锡酸锌纳米晶薄膜，其特征在于，所述步骤5中的喷涂和蒸馏的方法指的是先将反应液喷涂在基材上形成膜层，然后在水蒸气条件下进行水蒸;所述喷涂量为0.10-0.17mg/cm2，所述水蒸的温度为80-95°C。9.根据权利要求书I所述的一种太阳能电池用高效锡酸锌纳米晶薄膜，其特征在于，所述步骤6中的烧结温度为300-450°C。10.根据权利要求书I所述的一种太阳能电池用高效锡酸锌纳米晶薄膜，其特征在于，所述制备方法中的有机锌盐、四价锡化合物和分散剂的配方为:有机锌盐11-15份、四价锡化合物13-17份和分散剂2-4份。
【文档编号】H01G9/20GK106098392SQ201610651870
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月11日 公开号201610651870.4, CN 106098392 A, CN 106098392A, CN 201610651870, CN-A-106098392, CN106098392 A, CN106098392A, CN201610651870, CN201610651870.4
【发明人】方泽波
【申请人】绍兴文理学院