在过去十年间,PbX量子点因其具有高度可调的带隙、多激子效应以及可溶液法制备,成为一种非常有前途的高效廉价光伏材料,引起了人们的广泛关注。此外,近红外光的捕获能力也使PbX量子点成为构建叠层太阳能电池中背电池的良好选择。随着量子点表面钝化以及器件结构的不断优化发展,在大幅提高PbX量子点太阳能电池的转化效率的同时,量子点器件的稳定性也取得了长足的进步。到目前为止,文献中报道的基于PbS量子点太阳能电池的最高效率已经达到了12.0%。但是,要想真正实现量子点太阳能电池的大规模商业化生产,仍然存在很多问题。这需要人们对PbX量子点的合成工艺、表面配体工程、器件结构等进行进一步优化,从而提升量子点的胶体稳定性和器件性能。在本文中,采用目前最高效的配体交换法来制备了两种PbX量子点太阳能电池,研究合成工艺和表面配体工程对其器件性能的影响,主要内容如下:第一章:PbX量子点太阳能电池的介绍。简述了量子点的基本性质、PbX量子点太阳能电池的发展历程及其性能表征方法。第二章:PbS量子点太阳能电池的液相配体交换工程。采用了一种多重钝化的方法通过液相配体交换来获得PbS量子点油墨,使用MPA对传统的PbS量子点油墨进行处理,这种方法可以有效地减少PbS量子点表面的-OH。由于巯基丙酸(MPA)与溶剂丁胺(BA)的相互作用,PbS量子点油墨的溶液稳定性也得到了大幅提升,能够稳定储存两个月左右。最终,由于量子点缺陷态的减少,与标件的最高转化效率9.99%相比,MPA处理后的PbS量子点太阳能电池的转化效率最高可以达到11.18%。第三章:三元合金PbSxSe1-x量子点的合成及其在太阳能电池中的应用。采用经典热注射法,通过优化反应时间和温度以及不同的硒/硫比(Se/S ratio),来调控三元合金PbSxSe1-x量子点的带隙,采用反置结构制备了 PbSxSe1-x量子点太阳能电池器件,最终获得了高达9.57%的光电转化效率,高于PbS量子点的9.35%,这是到目前为止采用固态配体交换制备PbSxSe1-x量子点器件得到的最高效率。第四章:一步法制备高效的PbSxSe1-x量子点太阳能电池。采用目前制备高效量子点太阳能电池最有效的液相配体交换的方法,通过一步法旋涂成功制备了高效的三元PbSxSe1-x量子点太阳能电池。此外,还将有机p型聚合物作为空穴传输层来代替固态配体交换的PbS-EDT,完全摒弃了复杂的逐层旋涂法,大大简化了工艺。相较于PbS量子点太阳能电池9.91%的效率,制备的PbSxSe1-x量子点太阳能电池最终得到了 10.95%的光电转化效率。综上所述,本文通过优化材料的合成、配体交换方法以及表面配体的钝化,制备了 PbS和PbSxSe1-x两种高效的量子点太阳能电池。本文为PbX量子点太阳能电池器件性能的进一步提升提供了新的思路,对PbX量子点的太阳能电池的大规模工业应用也有一定的促进作用。