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由有机共轭聚合物和无机纳米材料形成的杂化聚合物太阳电池由于兼具有机和无机材料的双重优点,是一种低价、可大面积使用的太阳电池。然而,共轭聚合物的吸收光谱较窄是影响电池效率的一个主要因素。为了提高该类器件效率,可以将无机半导体量子点与聚合物结合形成杂化材料,从而使得有机、无机材料形成吸收互补。CuInS2的带隙是1.5eV,与太阳光谱相匹配,具有较大的吸收系数及低毒性,是一种理想的太阳电池光吸收材料。本文合成了不同晶型及粒径的CuInS2量子点(CuInS2-QDs),系统研究基于CuInS2量子点的体型异质结聚合物太阳电池中结构与性能的相关性。主要结论如下：1.通过溶剂热的方法合成了闪锌矿CuInS2-QDs并应用于聚合物太阳电池中。选择4-溴苯硫酚作为还原剂及封盖配体,通过CuCl2, InCl3,4-溴苯硫酚及Na2S形成的可溶性的有机钠盐作为中间体的溶剂热分解过程合成了2-4nm的CuInS2-QDs。由于量子点与聚合物之间具有匹配的能级,量子点能有效地淬灭聚(2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-对苯乙炔)(MEH-PPV)的荧光。基于上述特征,制作了MEH-PPV/CuInS2-QDs杂化太阳电池器件,器件在300-900nm区间具有光谱响应。结果表明,CuInS2-QDs作为一种有效的电子受体及电荷传输材料,能分离聚合物及量子点上的激子；进一步对量子点表面进行配位基交换,显著提高了MEH-PPV/CuInS2-QDs器件的性能。2.使用溶剂热法控制性地合成了不同粒径的黄铜矿CuInS2-QDs并阐述了MEH-PPV/CuInS2-QDs太阳电池性能与量子点尺寸的相关性。通过改变溶剂热的反应时间,尤其是控制结晶过程中In3+的缓释,可以有效地将CuInS2-QDs的尺寸控制在3.2-5.4nm。量子点尺寸的变化导致其带隙发生了明显的变化；此外,不同粒径的量子点对MEH-PPV的荧光淬灭性能也有明显的影响。在MEH-PPV/CuInS2-QDs杂化太阳电池中,器件具有300-900nm的光谱响应,量子点粒径的减小使得太阳电池具有更高的开路电压(VOC)及短路电流(JSC)；并且,器件的VOC和聚合物的最高分子已占轨道(HOMO)能级与CuInS2的导带能级的差值线性相关。3.在氧化物纳米阵列上沉积CuInS2壳层形成异质核-壳结构纳米阵列,阐述了CuInS2壳层对氧化物基聚合物太阳电池光电转换性能的影响。以Ti02纳米棒阵列(TiO2-NA)为模板,通过调节溶剂热的反应时间,控制性地在Ti02纳米棒表面沉积不同厚度的闪锌矿CuInS2-QDs壳层,得到异质核-壳结构纳米阵列(TiO2-CuInS2-NA)。由于CuInS2壳层的辅助光吸收作用及MEH-PPV/CuInS2界面的存在,使得TiO2-CuInS2-NA较TiO2-NA具有更强的光吸收能力及淬灭MEH-PPV荧光的能力。以TiO2-CuInS2-NA与MEH-PPV制作的MEH-PPV/TiO2-CuInS2-NA太阳电池,在300-900nm具有光谱响应,该宽光谱吸收器件较MEH-PPV/TiO2-NA太阳电池具有更高的JSC及η,以8nm厚的CuInS2-QDs壳层制作的器件η为1.79%(AM1.5)。4.制备了聚合物-CuInS2杂合光吸收材料并研究了该杂合材料与氧化物基聚合物太阳电池光电转换性能的相关性。将不同晶型及粒径的CuInS2-QDs与MEH-PPV在有机溶剂中共混形成MEH-PPV-CuInS2杂合材料,CuInS2-QDs在杂合材料中可以有效地团聚,形成互穿网络通道。以TiO2-NA作为电子传输通道,制作了MEH-PPV-CuInS2/Ti02-NA太阳电池。与MEH-PPV/TiO2-NA太阳电池相比,较大粒径的黄铜矿型CuInS2-QDs能明显提高器件的性能,主要是由于杂合材料中MEH-PPV/CuInS2界面的存在有利于激子的分离并可以形成有效的通道将电荷传输到TiO2-NA上而增大了光电流。