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太阳能是一种环境友好储量巨大的能源,因此如果加以利用,可以缓解全球的传统化石能源危机。通常使用太阳能电池将光能转换成电能。太阳能电池有很多不同的类型,量子点敏化太阳能电池(QDSSC)是染料化太阳能电池的延伸,相比染料敏化太阳能电池QDSSC拥有很多长处,理论转化效率高,性能稳定,生产成本低,但是仍然低于传统的太阳能电池。 作为光阳极,半导体氧化物在QDSSC中担负着传输电子的任务。相对于TiO2和ZnO半导体,SnO2具有更快的电子迁移速率。此外,SnO2的带隙宽度比TiO2的大,从而使得电子在光阳极薄膜中的传输时复合几率变小。本文,利用水热法,通过采用不同的锌源,调节溶液的组分(配比),成功制备了具有不同形貌的ZnO/SnO2粉体,利用离子交换法、旋涂法及化学浴沉积法制备了CdS、CdSexS(1-x)及CdSe量子点,并以此作为敏化剂制备了量子点敏化的ZnO/SnO2光阳极,并组装成太阳能电池,利用SEM、XRD、UV吸收分光光度计等对样品形貌、晶型及吸光性质进行了表征,研究了电池的光电性能,主要研究内容及研究结果如下: (1)以四氯化锡作为锡源,以氯化锌为锌源,水热合成了具有三维分级结构花状Zn2+:SnO2粉末,采用离子交换法沉积CdS量子点,制备CdS量子点敏化的Zn2+:SnO2光阳极薄膜,并组装成QDSSC。研究了电池的光电性能,结果表明:掺入Zn2+后,电池QDSSC的光电转换效率由1.32%上升到2.05%,原因是由于Zn2+的掺杂降低了电池的阻抗,增加电子扩散能力,从而提高了电池的光电转换效率。 (2)以四氯化锡和乙酸锌为反应前驱物,通过控制水热溶液的组份,利用水热法制备了纳米颗粒状ZnO/SnO2(NP- ZnO/SnO2)及纳米片层花状ZnO/SnO2(NF-ZnO/SnO2)粉体,制备了CdS量子点敏化的ZnO/SnO2光阳极薄膜,并组装成QDSSC。研究了电池的光电性能,结果表明:NP-ZnO/SnO2光阳极组装的电池的光电转换效率为2.38%,而NF-ZnO/SnO2光阳极组装的电池具有较高的光电转换效率,达2.87%,这可能是由于片层花状的形貌,拥有更大的比表面积,进而提高了电极/电解液的接触面积,使得离子和电子的扩散速度加快。由TiCl4溶液处理后的ZnO/SnO2组装的QDSSC的光电转换效率达到3.26%。 (3)采用旋涂法制备CdSexS(1-x)量子点,并进一步离子交换法沉积CdSe量子点,制备了CdSexS(1-x)/CdSe共敏化的NF-ZnO/SnO2光阳极,并组装成电池,研究CdSexS(1-x)/CdSe共敏化NF-ZnO/SnO2光阳极组装的QDSSC电池光电性能。结果表明:CdSexS(1-x)/CdSe共敏化NF ZnO/SnO2光阳极组装的QDSSC电池的转换效率最高,达3.80%,这是由于量子点共敏化有效拓宽了紫外可见吸收光谱范围,从而提高电池的光电转化效率。