本發(fā)明屬于光伏電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種表面等離體共振增益的光伏電池及其制備方法。
背景技術(shù)：
能源短缺和環(huán)境污染是當(dāng)今世界面臨的兩大突出問題。當(dāng)天然氣、煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急，能源問題日益成為制約國際社會經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸時，加速發(fā)展和擴大使用可再生能源技術(shù)，開發(fā)相應(yīng)的綠色高效能量轉(zhuǎn)換與儲能器件，是緩解化石能源消耗引起的能源危機和日益嚴(yán)重的環(huán)境問題的有效途徑之一。
光伏電池即太陽能電池作為一種綠色可再生能源，具有靈活性、循環(huán)壽命長、環(huán)境友好以及可以制成柔性器件等優(yōu)點，在光伏建筑、光伏電站、光伏屋頂、便攜式電子產(chǎn)品、無線通訊等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。近年來，在國家政策的大力支持和科研人員的持續(xù)努力下，盡管取得了長足的進步，但是，由于太陽能電池對可見光的利用率仍較低，嚴(yán)重影響了其性能的提高，太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率和生產(chǎn)成本還遠遠無法與傳統(tǒng)化石能源相比。因此，提高太陽能電池對光的吸收效率是提升太陽能光電轉(zhuǎn)換效率乃至制約太陽能電池能否獲得廣泛應(yīng)用的核心問題。而金屬表面等離子體納米結(jié)構(gòu)在入射光照射下，能發(fā)生共振，產(chǎn)生的局域表面等離激元共振(LSPR)對增強光吸收具有一定的作用。
局域表面等離激元共振是指當(dāng)金屬納米顆粒被入射光照射時，因內(nèi)部自由電子的協(xié)同振蕩頻率與入射光頻率相同而發(fā)生集體共振的現(xiàn)象，其金屬納米結(jié)構(gòu)表面的局域電磁場被極大增強，展現(xiàn)出強烈的表面等離子體共振吸收。金屬-介質(zhì)的夾層結(jié)構(gòu)在局域表面等離激元共振增強和寬帶能量吸收方面表現(xiàn)出優(yōu)良的性能，在光伏電池結(jié)構(gòu)設(shè)計中展現(xiàn)出重要的價值，這方面的研究取得令人矚目的成就并且成為當(dāng)前科研的熱點。中國專利201110004974.3提出了采用將金屬納米顆粒分散在醇溶劑中形成金屬納米顆粒膠體溶液，在硅太陽電池片迎光面上，絲網(wǎng)印刷或噴淋或旋涂金屬納米顆粒膠體溶液，實現(xiàn)硅太陽電池表面等離子體增益的方法。中國專利201010243362.5通過薄膜沉積的方法在太陽能電池片上沉積一層金屬層，不需要采用模板法，通過低溫退火工藝獲得尺寸均一可控的金屬納米顆粒，從而獲得等離子體增效的薄膜太陽能電池。
盡管人們已經(jīng)發(fā)展了很多方法有效地改善了局域表面等離激元共振對光的利用效率，一定程度上提高了光伏電池效率，但是局域表面等離激元共振在光伏電池中的應(yīng)用依然具有一些難以避免的缺陷，例如：局域表面等離激元共振特性受很多因素的影響，如金屬元素、形貌、尺寸、周圍環(huán)境介質(zhì)以及等離子體共振耦合的影響；并且局域表面等離激元共振的最強作用往往發(fā)生在金屬/電介質(zhì)界面，而且穿透深度往往只有數(shù)十個納米，導(dǎo)致局域表面等離激元共振對電池效率的影響程度有限。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種光電轉(zhuǎn)換效率較高的表面等離子體共振增益的光伏電池及其制備方法。
本發(fā)明提供了一種表面等離子體共振增益的光伏電池，包括：
復(fù)合光伏層，所述復(fù)合光伏層包括金屬納米粒子與光伏層；
設(shè)置在復(fù)合光伏層的表面和/或內(nèi)部的磁光材料納米粒子。
優(yōu)選的，所述復(fù)合光伏層中的金屬納米粒子覆蓋于光伏層表面形成金屬納米粒子層。
優(yōu)選的，所述金屬納米粒子層的厚度為1～4nm。
優(yōu)選的，所述磁光材料納米粒子覆蓋于復(fù)合光伏層的表面形成磁光材料層。
優(yōu)選的，所述磁光材料層的厚度為1～5nm。
優(yōu)選的，所述所述復(fù)合光伏層中的金屬納米粒子覆蓋于光伏層表面形成金屬納米粒子層；所述磁光材料納米粒子覆蓋于復(fù)合光伏層的金屬納米離子層相對的表面形成磁光材料層。
優(yōu)選的，所述磁光材料納米粒子選自鐵氧體和/或磁性石墨烯。
優(yōu)選的，所述鐵氧體選自鎳鐵氧體、錳鐵氧體、鉍鐵氧體、鈷鐵氧體、錳鋅鐵氧體與鎳鈷鐵氧體中的一種或多種。
本發(fā)明還提供了一種表面等離子體共振增益的光伏電池的制備方法，其特征在于，包括：
A)通過物理方法或化學(xué)方法將磁光材料納米粒子嵌入復(fù)合光伏層的表面和/或內(nèi)部，煅燒，再經(jīng)過磁化處理后，得到表面等離子體共振增益的光伏電池；所述復(fù)合光伏層包括金屬納米粒子與光伏層。
優(yōu)選的，所述步驟A)具體為：將磁光材料納米粒子分散液旋涂在復(fù)合光伏層的表面，形成磁光材料層，煅燒，再經(jīng)過磁化處理后，得到表面等離子共振增益的光伏電池。
本發(fā)明提供了一種表面等離子體共振增益的光伏電池及其制備方法，該表面等離子體共振增益的光伏電池通過物理方法或化學(xué)方法將磁光材料納米粒子嵌入復(fù)合光伏層的表面和/或內(nèi)部，煅燒，再經(jīng)過磁化處理后得到；所述復(fù)合光伏層包括金屬納米粒子與光伏層。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過在具有表面等離子體效應(yīng)的光伏電池的復(fù)合光伏層嵌入磁光材料，組裝成一種金屬-磁光材料結(jié)構(gòu)的磁化表面等離子體共振的光伏電池，然后施加外磁場影響磁光材料介質(zhì)特性，從而實現(xiàn)對表面等離子體激元的動態(tài)控制，增強局域表面等離激元共振效應(yīng)，提升太陽能電池的光吸收性能，進而改善太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率；并且該制備方法簡單，成本較低。
具體實施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
本發(fā)明提供了一種表面等離子體共振增益的光伏電池，包括：復(fù)合光伏層，所述復(fù)合光伏層包括金屬納米粒子與光伏層；設(shè)置在復(fù)合光伏層表面和/或內(nèi)部的磁光材料納米粒子。
其中，所述復(fù)合光伏層包括金屬納米粒子與光伏層；所述光伏層為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的光伏層即可，并無特殊的限制；所述金屬納米粒子為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的金屬納米粒子即可，并無特殊的限制，本發(fā)明中優(yōu)選為Au、Ag、Cu、Al、Pt、Ni、Zn與Sn中的一種或兩種以上的合金；所述金屬納米粒子的粒徑優(yōu)選為10～200nm，更優(yōu)選為10～50nm；所述金屬納米粒子可位于光伏層的表面和/或內(nèi)部；所述表面可為上表面也可為下表面，并無特殊的限制；在本發(fā)明中，所述金屬納米粒子優(yōu)選覆蓋于光伏層的表面形成金屬納米粒子層，更優(yōu)選覆蓋于光伏層的上表面即迎光面形成金屬納米離子層；所述金屬納米離子層的厚度優(yōu)選為1～4nm，更優(yōu)選為2～4nm，再優(yōu)選為2～3nm，最優(yōu)選為3nm。
所述復(fù)合光伏層的表面和/或內(nèi)部設(shè)置有磁光材料納米粒子；所述磁光材料納米粒子的粒徑優(yōu)選為10～200nm，更優(yōu)選為10～150nm，再優(yōu)選為20～100nm，再優(yōu)選為20～80nm，最優(yōu)選為30～50nm；所述磁光材料納米粒子的種類為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的種類即可，可為軟磁材料、永磁材料與功能磁光材料中的一種或多種，并無特殊的限制，本發(fā)明中優(yōu)選為鐵氧體和/或磁性石墨烯；其中，所述鐵氧體選自鎳鐵氧體、錳鐵氧體、鉍鐵氧體、鈷鐵氧體、錳鋅鐵氧體與鎳鈷鐵氧體中的一種或多種；所述磁性石墨烯為負載磁性粒子的石墨烯，如市售的負載Fe3O4的磁性石墨烯。在本發(fā)明中所使用的磁光材料納米粒子應(yīng)具有較高的耐腐蝕性，基于公知的電池壽命要求，本發(fā)明優(yōu)選不包括易腐蝕的磁光材料，比如未鍍層處理的稀土永磁材料釹鐵硼，雖有較好的磁性能，但易腐蝕。
所述磁光材料納米粒子可位于復(fù)合光伏層的表面和/或內(nèi)部；在本發(fā)明中優(yōu)選其覆蓋于復(fù)合光伏層的表面形成磁光材料層；在本發(fā)明中所述磁光材料納米粒子更優(yōu)選覆蓋于所述復(fù)合光伏層的表面；所述磁光材料層的厚度優(yōu)選為1～5nm，更優(yōu)選為2～5nm，再優(yōu)選為2～4nm，再優(yōu)選為3～4nm，最優(yōu)選為3nm。
更優(yōu)選的，所述所述復(fù)合光伏層中的金屬納米粒子覆蓋于光伏層表面形成金屬納米粒子層；所述磁光材料納米粒子覆蓋于復(fù)合光伏層的金屬納米離子層相對的表面形成磁光材料層。
本發(fā)明中所述的光伏電池優(yōu)選為硅太陽能電池、硅基薄膜太陽能電池、銅銦鎵硒太陽能電池、銅銦硒太陽能電池、碲化鎘太陽能電池、砷化鎵太陽能電池、鋁鎵砷太陽能電池、鎵銦磷鍺太陽能電池、染料敏化太陽能電池、鈣鈦礦太陽能電池或有機薄膜太陽能電池。
本發(fā)明還提供了一種上述表面等離子體共振增益的光伏電池的制備方法，包括：A)通過物理方法或化學(xué)方法將磁光材料納米粒子嵌入復(fù)合光伏層的表面和/或內(nèi)部，煅燒，再經(jīng)過磁化處理后，得到表面等離子體共振增益的光伏電池；所述復(fù)合光伏層包括金屬納米粒子與光伏層。
其中，本發(fā)明對所有材料的來源并沒有特殊的限制，為市售即可。所述金屬納米粒子與磁光材料納米粒子均同上所述，在此不再贅述。
所述復(fù)合光伏層包括金屬納米粒子與光伏層，其優(yōu)選按照以下方法制備：在光伏電池的光伏層的表面和/或內(nèi)部的一處或多處嵌入金屬納米粒子，燒結(jié)后得到復(fù)合光伏層。所述嵌入的方法可為顆粒/薄膜沉積、光柵涉及與打孔設(shè)計中的一種或多種。利用金屬納米粒子的局域表面等離激元共振效應(yīng)，實現(xiàn)了薄膜太陽能電池的光吸收與光電流增強，當(dāng)光照射在金屬納米粒子表面時，在納米粒子的附近產(chǎn)生局域的近場增強，使光聚焦在薄膜上，增強光的吸收。
通過物理方法或化學(xué)方法將磁光材料納米粒子嵌入復(fù)合光伏層的表面和/或內(nèi)部；其中，所述物理方法或化學(xué)方法優(yōu)選為絲網(wǎng)印刷、刮涂法、旋涂法、物理氣相沉積法、化學(xué)氣相沉積法與液相外延法中的一種。
在本發(fā)明中，所述步驟A)優(yōu)選具體為：將磁光材料納米粒子分散液旋涂在復(fù)合光伏層的表面，形成磁光材料層，煅燒，再經(jīng)過磁化處理后，得到表面等離子共振增益的光伏電池。
所述磁光材料納米粒子分散液為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的磁光材料納米粒子分散液，并無特殊的限制，本發(fā)明中優(yōu)選為磁光材料納米粒子的乙醇分散劑；所述磁光材料納米粒子分散液的中磁光材料納米粒子的濃度優(yōu)選為0.1～10g/L，更優(yōu)選為0.5～5g/L，再優(yōu)選為1～3g/L，最優(yōu)選為1～2g/L；在本發(fā)明提供的一些實施例中，所述磁光材料納米粒子分散液的濃度優(yōu)選為1g/L。
將磁光材料納米粒子分散液旋涂在復(fù)合光伏層的表面，優(yōu)選旋涂在復(fù)合光伏層的下表面即背光面，形成磁光材料層；所述磁光材料層的厚度優(yōu)選為1～5nm，更優(yōu)選為2～5nm，再優(yōu)選為2～4nm，再優(yōu)選為3～4nm，最優(yōu)選為3nm。
之后煅燒；所述煅燒的升溫速度優(yōu)選為1～5℃/min，更優(yōu)選為1～3℃/min，再優(yōu)選為2℃/min；所述煅燒的溫度優(yōu)選為400℃～600℃，更優(yōu)選為400℃～500℃，再優(yōu)選為450℃～500℃；所述煅燒的時間優(yōu)選為20～60min，更優(yōu)選為20～50min，再優(yōu)選為20～40min，再優(yōu)選為25～35min，最優(yōu)選為30min。
煅燒后，進行磁化次數(shù)；所述磁化處理的外磁場優(yōu)選由磁鐵或通電線圈提供；所述磁化處理的磁感應(yīng)強度優(yōu)選為0.1～15T，更優(yōu)選為0.2～10T，再優(yōu)選為0.5～5T，再優(yōu)選為0.5～3T，再優(yōu)選為0.5～2T；在本發(fā)明提供的一些實施例中，所述磁化處理的磁感應(yīng)強度優(yōu)選為0.5T；在本發(fā)明提供的一些實施例中，所述磁化處理的磁感應(yīng)強度優(yōu)選為1T；在本發(fā)明提供的另一些實施例中，所述磁化處理的磁感應(yīng)強度優(yōu)選為2T。磁場是一種外加的調(diào)節(jié)手段，在其作用下，光伏層的吸光特性會受到調(diào)制，產(chǎn)生光增強、發(fā)光峰劈裂、移動等多種物理效應(yīng)。局域表面等離激元共振效應(yīng)是等離子體電池提高光電轉(zhuǎn)換效率的重要機理，入射光照射到金屬表面，自由電子在電磁場的驅(qū)動下在金屬和介質(zhì)界面上發(fā)生集體振蕩，產(chǎn)生表面等離激元，它們能夠局域在金屬納米顆粒周圍或者在平坦的金屬表面?zhèn)鞑?。通過組裝金屬-磁光材料構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)上磁化表面等離激元，在分界面上如果施加不同方向的外磁場，可以對表面等離激元的特性產(chǎn)生不同的影響，甚至可以增強其局域表面等離激元共振效應(yīng)。
本發(fā)明通過在具有表面等離子體效應(yīng)的光伏電池的復(fù)合光伏層嵌入磁光材料，組裝成一種金屬-磁光材料結(jié)構(gòu)的磁化表面等離子體共振的光伏電池，然后施加外磁場影響磁光材料介質(zhì)特性，從而實現(xiàn)對表面等離子體激元的動態(tài)控制，增強局域表面等離激元共振效應(yīng)，提升太陽能電池的光吸收性能，進而改善太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率；并且該制備方法簡單，成本較低。
為了進一步說明本發(fā)明，以下結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的一種表面等離子體共振增益的光伏電池及其制備方法進行詳細描述。
以下實施例中所用的試劑均為市售。
實施例1
1.1溶膠-凝膠法制備永磁鍶鐵氧體納米顆粒方法：將硝酸鐵和硝酸鍶按照Fe/Sr＝8的比例溶解在檸檬酸中，用氨水調(diào)整使溶液的pH＝7。在得到的溶液中加入乙二醇，用磁力恒溫攪拌器在75℃下不斷攪拌，加熱使形成凝膠。將得到的凝膠在干燥箱中140℃加熱形成干凝膠，再將其置于馬弗爐中400℃下預(yù)燒結(jié)4h，再800℃下焙燒4h，得到鍶鐵氧體納米顆粒粉體。經(jīng)測試其顆粒尺寸為30～50nm。
1.2將溶膠-凝膠法制備的顆粒尺寸為30～50nm的永磁鍶鐵氧體納米顆粒超聲分散在無水乙醇中，制備得到濃度為1g/升的鍶鐵氧體納米顆粒的分散液。
1.3在等離子體染料敏化太陽能電池(在迎光面上已沉積3nm Ag納米顆粒層)的復(fù)合光伏層底端，旋涂由步驟1.2中制得的鍶鐵氧體納米顆粒分散液，形成厚度為3nm的磁光材料層，涂覆好的薄膜在室溫下自然干燥20分鐘后放入馬弗爐中，控制2℃/min的升溫速度加熱至450℃煅燒30分鐘后自然降溫至室溫。
1.4經(jīng)煅燒后的光伏層薄膜面朝上浸入0.05M的TiCl4溶液中，在70℃下浸泡20分鐘后取出，用蒸餾水沖洗后放入馬弗爐中于500℃煅燒30分鐘后自然降溫。
1.5施加外磁場對步驟1.4處理過的薄膜進行磁化，所采用的外磁場的磁感應(yīng)強度為0.5T。
1.6磁化后的薄膜朝上放入染料溶液中浸泡一晚。第二日，從染料溶液中取出薄膜，用無水乙醇沖去膜上多余的染料。然后將此TiO2薄膜放入烘箱中于80℃下干燥20分鐘，以除去乙醇。由此得到磁化的含鍶鐵氧體和銀納米粒子的染料敏化太陽電池的光電極膜。
將實施例1中得到的光電極膜與對電極組裝成三明治結(jié)構(gòu)，加入電解質(zhì)，進行測試。
該實施例與同批制備但未加入磁光材料的等離子體染料敏化太陽能電池(在迎光面上已沉積3nm Ag納米顆粒層)進行對比，該實施例的光電流密度相比增加12％，光電轉(zhuǎn)換效率相比增加11％。
實施例2
2.1將實施例1中溶膠-凝膠法制備的顆粒尺寸為30～50nm的永磁鍶鐵氧體納米顆粒超聲分散在無水乙醇中，制備得到濃度為1g/升的鍶鐵氧體納米顆粒的分散體系。
2.2在等離子體染料敏化太陽能電池(在迎光面上已沉積3nm Ag納米顆粒層)的光伏層底端即背光面，旋涂由2.1制得的鍶鐵氧體納米顆粒分散溶液，形成厚度為3nm的磁光材料層，涂覆好的薄膜在室溫下自然干燥20分鐘后放入馬弗爐中，控制2℃/min的升溫速度加熱至450℃煅燒30分鐘后自然降溫至室溫。
2.3經(jīng)煅燒后的光伏層薄膜面朝上浸入0.05M的TiCl4溶液中，在70℃下浸泡20分鐘后取出，用蒸餾水沖洗后放入馬弗爐中于500℃煅燒30分鐘后自然降溫。
2.4施加外磁場對2.3處理過的薄膜進行磁化，所采用的外磁場的磁感應(yīng)強度為1T。
2.5磁化后的薄膜朝上放入染料溶液中浸泡一晚。第二日，從染料溶液中取出薄膜，用無水乙醇沖去膜上多余的染料。然后將此TiO2薄膜放入烘箱中于80℃下干燥20分鐘，以除去乙醇。由此得到磁化的含鍶鐵氧體和銀納米粒子的染料敏化太陽電池的光電極膜。
將實施例2中得到的光電極膜與對電極組裝成三明治結(jié)構(gòu)，加入電解質(zhì)，進行測試。
該實施例與與同批制備但未加入磁光材料的等離子體染料敏化太陽能電池(在迎光面上已沉積3nm Ag納米顆粒層)進行對比，該實施例的光電流密度相比增加17％，光電轉(zhuǎn)換效率相比增加18％。
實施例3
3.1將實施例1中溶膠-凝膠法制備的顆粒尺寸為30～50nm的永磁鍶鐵氧體納米顆粒超聲分散在無水乙醇中，制備得到濃度為1g/升的鍶鐵氧體納米顆粒的分散體系。
3.2在等離子體染料敏化太陽能電池(在迎光面上已沉積3nm Ag納米顆粒層)的光伏層底端，旋涂由步驟3.1制得的鍶鐵氧體納米顆粒分散溶液形成厚度為3nm的磁光材料層，涂覆好的薄膜在室溫下自然干燥20分鐘后放入馬弗爐中，控制2℃/min的升溫速度加熱至450℃煅燒30分鐘后自然降溫至室溫；
3.3經(jīng)煅燒后的光伏層薄膜面朝上浸入0.05M的TiCl4溶液中，在70℃下浸泡20分鐘后取出，用蒸餾水沖洗后放入馬弗爐中于500℃煅燒30分鐘后自然降溫。
3.4施加外磁場對步驟3.3處理過的薄膜進行磁化，所采用的外磁場的磁感應(yīng)強度為2.0T。
3.5磁化后的薄膜朝上放入染料溶液中浸泡一晚。第二日，從染料溶液中取出薄膜，用無水乙醇沖去膜上多余的染料。然后將此TiO2薄膜放入烘箱中于80℃下干燥20分鐘，以除去乙醇。由此得到磁化的含鍶鐵氧體和銀納米粒子的染料敏化太陽電池的光電極膜。
將實施例3中得到的光電極膜與對電極組裝成三明治結(jié)構(gòu)，加入電解質(zhì)，進行測試。
該實施例與與同批制備但未加入磁光材料的等離子體染料敏化太陽能電池(在迎光面上已沉積3nm Ag納米顆粒層)進行對比，該實施例的光電流密度相比增加18％，光電轉(zhuǎn)換效率相比增加19％。
實施例4
4.1將市售的Fe3O4磁性石墨烯粉末超聲分散在無水乙醇溶劑中，制備得到濃度為1g/升的Fe3O4磁性石墨烯的分散體系。
4.2在等離子體染料敏化太陽能電池(在迎光面上已沉積3nm Ag納米顆粒層)的光伏層底端，旋涂由步驟4.1制得的Fe3O4磁性石墨烯分散溶液，形成厚度為3nm的磁光材料層，涂覆好的薄膜在室溫下自然干燥20分鐘后放入馬弗爐中，控制2℃/min的升溫速度加熱至450℃煅燒30分鐘后自然降溫至室溫。
4.3經(jīng)煅燒后的光伏層薄膜面朝上浸入0.05M的TiCl4溶液中，在70℃下浸泡20分鐘后取出，用蒸餾水沖洗后放入馬弗爐中于500℃煅燒30分鐘后自然降溫。
4.4施加外磁場對步驟4.3處理過的薄膜進行磁化，所采用的外磁場的磁感應(yīng)強度為1T。
4.5磁化后的薄膜朝上放入染料溶液中浸泡一晚。第二日，從染料溶液中取出薄膜，用無水乙醇沖去膜上多余的染料。然后將此TiO2薄膜放入烘箱中于80℃下干燥20分鐘，以除去乙醇。由此得到磁化的含F(xiàn)e3O4磁性石墨烯和銀納米粒子的染料敏化太陽電池的光電極膜。
將實施例4中得到的光電極膜與對電極組裝成三明治結(jié)構(gòu),加入電解質(zhì),進行測試。
Fe3O4磁性石墨烯粉末：購自南京先豐納米科技有限公司，XF018。
該實施例與與同批制備但未加入磁光材料的等離子體染料敏化太陽能電池(在迎光面上已沉積3nm Ag納米顆粒層)進行對比，該實施例的光電流密度相比增加19％，光電轉(zhuǎn)換效率相比增加19％。
實施例5
5.1將實施例1中溶膠-凝膠法制備的顆粒尺寸為30～50nm的永磁鍶鐵氧體納米顆粒超聲分散在無水乙醇中，制備得到濃度為1g/升的鍶鐵氧體納米顆粒的分散體系。
5.2在等離子體單晶硅太陽能電池(在迎光面上已沉積3nm Ag納米顆粒層)的光伏層底端，旋涂由步驟5.1制得的鍶鐵氧體納米顆粒分散溶液，涂覆好的薄膜放入馬弗爐中，控制2℃/min的升溫速度加熱至450℃煅燒30分鐘后自然降溫至室溫。
5.3施加外磁場對步驟5.2處理過的薄膜進行磁化，所采用的外磁場的磁感應(yīng)強度為1T，得到光電極膜。
將實施例5中得到的光電極膜與對電極組裝成三明治結(jié)構(gòu)，加入電解質(zhì)，進行測試。
該實施例與與同批制備但未加入磁光材料的等離子體單晶硅太陽能電池(在迎光面上已沉積3nm Ag納米顆粒層)進行對比，該實施例的光電流密度相比增加20％，光電轉(zhuǎn)換效率為，相比增加19％。
實施例6
6.1將溶膠-凝膠法制備的顆粒尺寸為30～50nm的永磁鍶鐵氧體納米顆粒超聲分散在無水乙醇中，制備得到濃度為1g/升的鍶鐵氧體納米顆粒的分散體系。
6.2在等離子體量子點太陽能電池TiO2/15CdS/20CdSe/5ZnS(在迎光面上已沉積3nm Au納米顆粒層)的光伏層底端，旋涂由步驟6.1制得的鍶鐵氧體納米顆粒分散溶液，涂覆好的薄膜放入馬弗爐中，控制2℃/min的升溫速度加熱至450℃煅燒30分鐘后自然降溫至室溫；
6.3施加外磁場對步驟6.2處理過的薄膜進行磁化，所采用的外磁場的磁感應(yīng)強度為1T。
以實施例6中得到的磁化后的光伏層薄膜作為光陽極，以Cu2S為背電極，中間填充多硫電解質(zhì)，組裝成電池進行測試。
該實施例與與同批制備但未加入磁光材料的量子點太陽能電池(在迎光面上已沉積3nm Au納米顆粒層)進行對比，該實施例的光電流密度相比增加19％，光電轉(zhuǎn)換效率相比增加20％。
實施例7
7.1水熱法制備軟磁鎳鋅鐵氧體納米顆粒方法：以FeSO4·6H2O、NiSO4·6H2O和ZnSO4·6H2O為原料，按鎳鋅鐵氧體各組分比例分別稱取適量的硫酸亞鐵、硫酸鎳、硫酸鋅于燒杯中。向燒杯中加入去離子水，充分?jǐn)嚢枋怪芙夂?，加入添加劑SiO2，然后在加熱和攪拌條件下，勻速滴加3mol/L NaOH溶液至溶液的pH值為10后，靜置分層，移去部分上層清液，其余全部裝入反應(yīng)釜。設(shè)定反應(yīng)溫度為180度進行水熱反應(yīng)8h。水熱完畢后讓反應(yīng)釜自然冷卻，抽濾。濾餅用去離子水和無水乙醇沖洗一次，確定洗凈后，放入烘箱在70℃烘干，即得到鎳鋅鐵氧體粉體。
7.2將7.1中水熱法制備的顆粒尺寸為20～30nm的軟磁鎳鋅鐵氧體粉體超聲分散在無水乙醇中，制備得到濃度為1克/升的鎳鋅鐵氧體納米顆粒的分散體系。
7.3在等離子體染料敏化太陽能電池(在迎光面上已沉積3nm Ag納米顆粒層)的光伏層底端，旋涂由步驟7.2制得的鎳鋅鐵氧體納米顆粒分散溶液，涂覆好的薄膜在室溫下自然干燥20分鐘后放入馬弗爐中，控制2℃/min的升溫速度加熱至450℃煅燒30分鐘后自然降溫至室溫。
7.4經(jīng)煅燒后的光伏層薄膜面朝上浸入0.05M的TiCl4溶液中，在70℃下浸泡20分鐘后取出，用蒸餾水沖洗后放入馬弗爐中于500℃煅燒30分鐘后自然降溫。
7.5施加外磁場對步驟7.4處理過的薄膜進行磁化，所采用的外磁場的磁感應(yīng)強度為1T。
7.6磁化后的薄膜朝上放入染料溶液中浸泡一晚。第二日，從染料溶液中取出薄膜，用無水乙醇沖去膜上多余的染料。然后將此TiO2薄膜放入烘箱中于80℃下干燥20分鐘，以除去乙醇。由此得到磁化的含鎳鋅鐵氧體和銀納米粒子的染料敏化太陽電池的光電極膜。
將實施例7中得到的光電極膜與對電極組裝成三明治結(jié)構(gòu)，加入電解質(zhì)，進行測試。
該實施例與與同批制備但未加入磁光材料的等離子體染料敏化太陽能電池(在迎光面上已沉積3nm Ag納米顆粒層)進行對比，該實施例的光電流密度相比增加14％，光電轉(zhuǎn)換效率相比增加13％。