近年来,太阳能电池的研究得到迅猛发展,但是现有的新型太阳能电池仍然面临性价比低、寿命短等问题,离大规模商品化尚有一定距离。研究开发新型的高效率、低成本的太阳电池仍是当前太阳能利用领域努力的方向。其中,新一代太阳能电池——量子点敏化太阳能电池(QDSSC)由于具备高理论转换效率和低生产成本等潜在优点,正在引起研究者的广泛关注。　　 量子点敏化太阳能电池是一种新型太阳能电池,其制作工艺简单、价格低廉、稳定性好,是继染料敏化太阳能电池后又一与硅基太阳能电池有竞争力的电池。然而,目前QDSSC的光电转换效率仍然远低于传统太阳能电池。因此,提高QDSSC的光电转换效率是目前研究的重点。QDSSC主要由吸附量子点的光阳极、电解质和对电极三部分组成,任何一部分的性能及三者间的匹配,都会影响电池的转换效率和寿命。本论文分别从光阳极和对电极两方面入手,对基于硫属化合物半导体的太阳能电池转换效率的影响因素进行研究,主要包括以下两个部分的工作:　　 1.CdSe和CdS共敏化ZnO纳米棒阵列电极的制备及其光电化学性能　　 (1)采用电化学沉积法在FTO基底沉积ZnO纳米棒(NRs)阵列为光阳极基体材料,然后分别采用连续离子层吸附反应法和化学浴沉积法依次沉积CdS和CdSe量子点层,得到CdSe和CdS共敏化ZnO纳米棒阵列电极。运用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X-射线衍射谱(XRD)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)和荧光光谱(PL)对其形貌、晶型结构和光学性质进行表征,并对其光电化学性能进行研究。　　 (2)分别以CdS、CdSe以及CdS和CdSe共敏化的ZnO纳米阵列为光阳极、多硫化物氧化还原电对Na2S/Na2Sx为电解质、Pt为对电极构建太阳能电池,对影响其光电转换效率的因素进行初步探究。　　 2.CoS对电极在量子点敏化太阳能电池中的应用　　 (1)分别采用电化学沉积法和化学浴沉积法在FTO沉积CoS薄膜,制得CoS对电极。运用SEM和电子能谱(EDS)表征薄膜形貌和组分,采用电化学阻抗(EIS)和电极/多硫化物氧化还原电对界面的极化曲线表征其电化学性能。比较了沉积和热处理温度等条件对化学浴沉积法制得的CoS电极电化学性能的影响。　　 (2)构筑以CdSe/CdS/ZnO NTs为光阳极的QDSSC,研究了对电极材料对QDSSC光电转换效率的影响。　　 本论文研究主要取得以下结果:　　 一、CdSe和CdS共敏化ZnO纳米棒阵列电极的制备及其光电化学性能　　 1.恒电流阴极还原电化学沉积法制备的ZnO为较为覆盖均匀且取向一致的一维六方纤锌矿型纳米棒阵列(ZnO NRs),具有高度的沿c-轴择优生长,对可见光透明,表面态较少,可将其应用于量子点敏化太阳能电池中。　　 2.利用连续离子层吸附反应法和化学浴沉积法可以在ZnO纳米棒表面依次沉积CdS和CdSe量子点。实验结果表明,共敏化后可以拓宽对太阳光谱的吸收范围,增加吸收强度;饱和光电流密度增加,光电流响应范围增加。　　 3.CdS和CdSe共敏化的ZnO NRs基QDSSC比单纯CdS和CdSe敏化ZnONRs为光阳极的QDSSC的光电转换效率都有了明显的提高。说明CdS和CdSe共敏化后由于Fermi能级重排形成的阶梯状能带结构有利于光生电子的注入,使电池的转换效率增大。　　 4.以CdSe和CdS共敏化ZnO纳米阵列的复合电极为光阳极,构建三明治结构太阳能电池。　　 (1)通过对CdSe沉积次数对电池光电转换效率影响的研究发现,电池的转换效率随CdSe沉积次数的增加先增加后减小,CdSe沉积两次时得到电池的转换效率最高,为1.54％。　　 (2)不同方向的照射方式影响电池的转换效率,由实验结果可以看出,从背面照射得到电池的短路光电流密度(Jsc)和开路电压(Voc)均小于从正面照射的。但是从背面照射得到的电池的填充因子(FF)要大于从正面照射的。　　 (3)以ZnO纳米管为光阳极基体材料的QDSSC的光电转换效率大于ZnO纳米棒QDSSC的。　　 二、CoS对电极在量子点敏化太阳能电池中的应用　　 1.CoS对电极的制备　　 (1)电化学沉积得到片状结构的CoS薄膜。EIS结果表明:CoS电极对多硫化物氧化还原反应具有较Pt电极高的催化活性。　　 (2)化学浴沉积法在FTO表面得到片状结构的CoS薄膜,通过改变沉积温度和热处理温度,将不同条件下制备的电极构筑成对称的夹层电化学电池,使用EIS和电极/多硫化物电对界面的极化曲线,研究了对电极对多硫化物电解质的氧化还原催化活性,结果表明在60℃下未经热处理的CoS在多硫化物电解质具有较小的Rd和同一电压下较大的流密度,说明具有较高的催化活性。2.以CdS和CdSe共敏化ZnO NTs为光阳极、CoS为对电极的QDSSC　　 (1)CdS和CdSe共敏化ZnO NTs为光阳极,CoS为对电极构的QDSSC在AM1.5模拟太阳光下达到2.94％。　　 (2)比较了Pt/FTO、Au/FTO、电化学沉积法制备CoS(CoS(ED))和化学浴沉积法制备CoS(CoS(CBD))四种对电极所构筑QDSSC的性能(均以多硫化物为电解质、CdS和CdSe共敏化ZnO NTs为光阳极),结果表明化学浴沉积法制备的CoS为对电极的QDSSC得到的转换效率较高。这与EIS和电极/多硫化物电对界面的极化曲线结果相符,化学浴沉积法制备的CoS电极加快了多硫化物电对在CoS和电解质界面的还原反应且表现出高的催化活性,使电池的转换效率增大。