量子点太阳电池作为第三代太阳能电池,因具有禁带宽度可调、可溶液加工且可大面积制膜等优点,正受到越来越多的关注。硒化铅量子点作为一种直接窄带隙半导体材料,对红外波段的光吸收能力强,且能产生多激子效应,因此作为一种具有广大潜力的材料被应用于光电器件中。然而尽管量子点太阳能电池效率提高十分迅速,在实际应用上仍然面临着诸如空气稳定性不够高、总体效率偏低等困难。至本课题研究初期,有关量子点太阳能电池的优化研究工作主要分为量子点表面配体钝化处理和量子点电池结构优化两个大方向。本课题结合两个方向的特点,一方面采用改进的合成方法制备硒化铅量子点,有效钝化量子点表面;另一方面,通过采用微观三维结构的电子传输层制备成体异质结电池,加强载流子分离,提高电池效率。课题在最新的量子点合成方法的基础上,对合成工艺进行探索优化,制得了具有最佳尺寸分布以及高光学吸收的硒化镉量子点,然后以硒化镉量子点为前驱体,通过阳离子交换法合成电池所需硒化铅量子点。采用旋涂法制备硒化铅量子点薄膜,并用乙二硫醇的乙腈溶液作为配体处理溶液对量子点薄膜进行处理,虽然实验表明乙二硫醇对量子点薄膜形貌有侵蚀作用,但大幅提高了量子点薄膜的光吸收系数。采用水热生长法,以溶解在氨水溶液中的氧化锌为锌源,成功在ITO玻璃上生长出取向单一、结晶性高的氧化锌纳米线阵列,在此基础上对氧化锌进行掺杂,利用九水合硝酸铝作为铝源掺杂入锌源溶液中,生长制备了铝掺杂氧化锌(AZO)纳米线阵列,并探究了不同铝掺杂浓度对纳米线阵列形貌和光电性能的影响。分别制备了采用及不采用AZO纳米线阵列作为电子传输层的异质结硒化铅量子点电池。对比两种电池性能测试结果表明,采用微观三维结构的AZO纳米线阵列作为电子传输层的异质结电池具有更高的短路电流密度,电池整体性能获得了提升。