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当前,全世界范围内的环境问题和能源问题在日益加重,为了实现人类的可持续发展,我们必须寻找新型可再生的清洁能源来代替传统化石能源。太阳电池是将太阳能转变为电能的一类能源转换器件。作为一类新兴的第三代太阳电池,量子点敏化太阳电池(QDSC)由于具备多种优点,如成本低、制作简单、理论转换效率高等,正受到研究者们的广泛关注及研究。然而QDSC的光电转换效率受多种因素的限制,其中包括量子点敏化剂在介孔膜基底上的低负载量以及发生在电池内的电荷复合。本文主要针对这两点,对QDSC的光电转换效率进行了提高。 首先,为了组装具备较高的光电转换效率的量子点敏化太阳电池,我们制备合成了性能优异的CdSe量子点作为敏化剂。对QDSC来说,选择合适的沉积方法,将量子点高效地覆盖在TiO2膜表面,是非常重要的。配体诱导自组装法(CLIS)是将预先合成的高质量的量子点组装到TiO2介孔膜上的有效沉积方式,具备沉积迅速、致密、均匀等优势。我们利用CLIS法将量子点沉积到介孔膜基底上,通过对量子点沉积条件的研究及优化,提高量子点在二氧化钛基底上的负载率,增强了其对太阳光的捕获利用率,从而改善了电池的光电性能。主要研究了量子点水溶液的pH值、配体自由基、量子点的沉积温度以及量子点溶液的浓度对其在TiO2介孔膜上的负载量的影响,并阐述了内在影响机理。在优化后的沉积条件下,CdSe敏化太阳电池获得了6.49%的平均效率,为组装高效的量子点敏化太阳电池提供了保障。 在液结CdSe敏化太阳电池中,量子点价带上的空穴传递到聚硫电解液中的速率远低于导带上的电子传递到TiO2上的速率,增大了电荷复合的概率。因此在电池中引入空穴传输层,使电子与空穴产生空间上的分离是十分必要的。我们利用简单的连续离子层吸附和反应法(SILAR)将Cu2S覆盖在CdSe敏化的TiO2膜表面,通过对Cu2S包覆条件的初步探索,提高了太阳电池的光电转换效率,在最优的包覆条件下,CdSe敏化太阳电池的光电转换效率得到了0.3-0.4%的提高。为Cu2S空穴传输层在量子点敏化太阳电池中的应用奠定了基础。