基于溶液法制备的硫化铅（PbS）胶体量子点（CQD）太阳能电池具有制备成本低、易于批量化生产和稳定性优异等特点,引起了人们的极大关注。与其他新型光伏材料（钙钛矿和有机半导体等）相比,PbS CQD成膜过程中不需要精细的结晶性和形貌调控,是通过印刷方式制备大面积太阳能电池的理想材料。但是受限于高昂的量子点墨水制备成本,基于PbSCQD的印刷大面积太阳能电池研究几乎处于空白状态。近期科研人员研发了大批量合成高效的PbS CQD油墨的方法,大幅降低材料制备成本,为印刷CQD太阳能电池的规模化制备与研究提供了材料保障。本论文从太阳能的高效利用出发,我们对CQD墨水及薄膜印刷工艺组合设计,并系统地研究了 CQD表面化学环境对其分散性的影响机制,探索了量子点的微观表面化学调控-量子点薄膜组装行为-量子点宏观光电性能三者的关联影响,开发出适用于大规模制备的高效CQD太阳能电池的印刷技术。第一章:CQD性质的简单介绍。我们简单介绍了 CQD材料的基本光电性质及其在太阳能电池中的前沿进展。第二章:超稳定量子点墨水的制备及其在印刷光伏器件中的应用。获得稳定的CQD墨水是开展印刷量子点太阳能电池的基础,我们发现PbS CQD表面上吸附的阴离子（铅卤盐络合物）构型会影响CQD的分散性,并进一步影响CQD薄膜的形貌特征、载流子动力学过程和光电性质。通过溶液化学工程,我们能够调控铅卤盐络合物的结构和CQD间的静电排斥势能,从而实现超强的胶体稳定性。利用超稳定的墨水可以印刷制备均匀和致密的CQD薄膜矩阵,从而使CQD固体产生优异的钝化、均匀的能带分布以及理想的电荷传输,最终实现印刷太阳能电池的光电转换效率（PCE）达到12.59%。该研究为提升了 CQD墨水稳定性提供了新的实验方法及理论指导,将会为印刷量子点太阳能电池的研究奠定坚实的基础。第三章:胶体量子点在导电墨水中的耦合预调控。我们通过表面化学工程可以改变CQD的相互作用和耦合状态,从而调控CQD的矩阵结构、载流子迁移率和印刷电子器件的光伏性能。具体而言,我们可以减弱墨水中CQD的耦合以实现单分散,也可以增强CQD的耦合以形成自组装超粒子。由强耦合超粒子组装的CQD矩阵表现出了理想的电荷传输,并且有效地抑制量子点间的融合,最终实现印刷CQD太阳能电池的PCE达到13.01%。该研究建立了 CQD表面化学与耦合的内在关联,为CQD印刷光伏器件的关键活性层材料的制备提供了新思路。第四章:量子点太阳能电池中可印刷空穴传输层的设计及其光伏性能研究。目前PbS太阳能电池普遍采用以1,2-乙二硫醇（EDT）为配体的PbSCQD（PbS-EDT）作为空穴传输层（HTL）,但其逐层沉积的制备工艺非常复杂,与印刷技术不兼容,并且薄膜质量不能满足大面积器件的制备要求。我们采用了可印刷的聚合物取代PbS-EDT作为HTL,但是研究发现PbS CQD/聚合物界面存在界面复合和能级不匹配的问题,限制了器件性能的提升。本工作中我们提出在CQD/聚合物之间加入界面修饰层来改善这一问题。我们详细研究了不同配体交换的PbS CQD和新型CsPbI3量子点作为界面修饰层对促进器件电荷收集和抑制界面复合的影响。最终将PbS CQD印刷太阳能电池（有效面积为0.0725 cm2）的PCE进一步提升到了13.11%。更重要的是,我们还制备了有效面积为1 cm2的大面积电子器件,其效率达到了 11.26%。该工作为传输层的印刷制备提供了一定的实验经验积累和理论指导,实现了 CQD太阳能电池印刷技术的优化与集成。综上所述,我们在印刷量子点太阳能电池中详细研究了 CQD表面化学性质、胶体稳定性以及CQD间耦合等对CQD薄膜光电性质的影响;通过活性层和传输层印刷制备方法的研究,最终实现0.0725 cm2和1 cm2有效面积的高效CQD太阳能电池,其对应的效率均是基于印刷法制备的PbS CQD太阳能电池最高值。该论文的研究成果将会促进印刷CQD光电器件的研究和发展。