随着科技进步和社会发展,传统能源,如煤、石油、天然气等不可再生能源日渐消耗,以及其对环境破坏日益加深,社会和经济的可持续发展受到了严重的制约。人们被迫努力开发无污染低成本的可再生新能源,如光伏太阳能、地热能、核能、风能、生物质能和潮汐能等传统能源之外的各种新能源。太阳能在这些新能源中,具有取之不尽、用之不竭、环境友好的优点,是目前最有研究价值、研究最多的新型清洁能源。人们利用太阳能的办法一般就是制备太阳能电池,实现太阳能与电能之间的转换。量子点敏化太阳能电池(QDSSCs)的研究是一个较开放的课题。其中,量子点有具有一些特殊的物理性能,如量子尺寸效应、表面效应、光致发光特性、介电限域效应、量子隧道效应等。例如,尺寸下降到某值时,随着尺寸的增加,相对于块状晶体,量子点发光光谱会发射光谱向长波方向移动,即发生红移,这种效应被称为量子点的量子尺寸效应。红移程度的大小取决与量子点的尺寸。这种现象将会致使纳米材料的光性能、电性能、热性能、磁性能发生明显变化。因为量子点的这些特殊效应,在光伏领域具有重要应用,具体在光伏电池中,常用它来敏化TiO2纳米管阵列。常见的半导体量子点有,硫化镉(CdS)、硫化铅(PbS)、铜铟硫(CuInS2)、硒化镉(CdSe)、硫化铜(Cu2S)、硒化铅(PbSe)、磷化铟(InP)、砷化铟(InAs)、硫化银(Ag2S)、硫化铋(Bi2S3)等。在这些半导体量子点中,又因硫化镉量子点、硫化铅量子点的禁带宽度与太阳光匹配,可以拓宽太阳能电池的光吸收,本文就分别从制备硫化镉量子点、并将其应用到量子点敏化太阳能电池中,以及研究这种电池的性能两个部分,具体是如下内容:1)不同尺寸CdS量子点的制备。本文以异丙基磺原酸钾为硫源,氯化镉(CdCl2)固体为镉源,在2,2-联吡啶的水溶液中反应,制备了Cd(i-PrOCS2)2(C5H4N)2分子簇,以其为单源前驱体,在200℃的条件下,采用直接热解法,合成了尺寸可控的CdS量子点。制备单源前体时无需真空设备,解决的技术问题是在反应条件温和、操作简单、且无需过多后处理的的环境下,制备了 CdS量子点。研究了反应条件(反应时间)对CdS量子点生长过程的影响规律:当延长实验反应时间时,CdS量子点的尺寸逐渐增大,其尺寸分布随反应进行的时间延长而窄化。在CdS量子点的生长过程中,出现了成核和长大两个独立的阶段,这两个阶段在一定的条件下是相对分离的。2)CdS量子点在太阳能电池中的应用研究。将已制备的CdS量子点,通过分散在溶剂中,应用到电池当中。制备的电池是以FTO导电玻璃为衬底,用阳极氧化法制备了二氧化钛纳米管作为光阳极、用CdS量子点与N719染料共敏化、Pt作为对电极,用的是碘电解质。根据敏化剂的不同,分别制备了这几类电池:CdS/N719(染料)共敏化太阳能电池,能级梯度CdS量子点、染料共敏化太阳能电池(上梯度能级的CdS量子点、染料共敏化太阳能电池,下梯度能级的CdS量子点、染料共敏化太阳能电池)深入研究了 CdS量子点增强光电性能的作用及能级梯度对电池光电性能的影响。