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无机半导体材料具有高载流子迁移率、良好的环境稳定性和宽光谱吸收范围等优良特性，以无机半导体纳米异质结为光活性层的无机太阳电池，是一种具有很大应用潜力的光伏器件。溶液法加工制备新结构器件对于获得低成本高效太阳电池十分关键。本论文主要通过溶液成膜法制备三硫化二锑(Sb2S3)与氧化物纳米结构组成的太阳电池，研究电池结构与性能的相关性，并揭示电池的光电转换机理。主要研究内容和结论如下: (1)利用化学浴法将Sb2S3非晶纳米颗粒沉积到TiO2纳米棒阵列中，通过热诱导原位非晶-结晶转变过程，制备了以体型结晶Sb2S3为光吸收材料和TiO2纳米阵列作为电子传输通道的Sb2S3/TiO2体异质结太阳电池，揭示了光吸收层中Sb2S3的结晶程度对获得高效电池性能的重要性。通过试验性理论模型对实验数据的模拟，发现了电池中光生空穴对光电流的显著贡献。结果表明较好的Sb2S3结晶性有利于减小Sb2S3/TiO2界面和Sb2S3体相的电荷复合，以提高电池中的电荷收集效率、光生电流（Jsc）和填充因子(FF);另外，较好的Sb2S3结晶有利于增加光生电子和空穴之间的准费米能级差，提高电池的开路电压(Voc)。 (2)利用化学浴法将Sb2S3非晶纳米颗粒沉积到TiO2纳米薄膜上，通过热诱导原位非晶-结晶转变过程，制备了以体型结晶Sb2S3为光吸收材料和TiO2纳米薄膜作为电子传输通道的Sb2S3/TiO2平板异质结太阳电池。揭示了电池的结构和光吸收层中Sb2S3的结晶程度对获得高效电池性能的重要性;发现减小TiO2电子传输层厚度，能显著提高电池的开路电压、短路电流和能量转换效率，但对空穴电流的提高程度较小;阐明了TiO2电子传输层通过其缺陷状态来影响电池性能。 (3)初步建立了非激子性无机平板异质结太阳电池的电荷传输理论模型，该模型考虑了光生电子和空穴的产生、扩散、捕获与去捕获、收集等光伏过程。理论结果与Sb2S3/TiO2平板异质结太阳电池的动态实验数据基本一致。实验和理论结果均表明，较好的Sb2S3结晶程度和较薄的TiO2膜，有利于获得较大的短路电流和空穴电流。