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在对太阳能的利用中,量子点电池由于简单的制作工艺、廉价的生产成本和较高的理论转换效率等优点而受到人们的广泛关注。其中,硫属半导体材料,以CdSe、PbS量子点为代表,是最为常见的研究对象。本论文的出发点是通过改善电池内部量子点的表面状态,减少电池内部的缺陷中心,进而提高电池的光电性能。主要取得的研究结果如下: 1.在拓宽CdSe量子点敏化太阳能电池的吸收光谱的指导思想下,通过延长CdSe的沉积时间,使得CdSe生长成为体材料,并原位敏化TiO2电极。通过紫外-可见吸收光谱、电化学阻抗谱和开路电压衰减曲线对电池进行了研究和分析,通过优化CdSe的沉积时间、TiO2的膜厚和焙烧温度等因素,获得了5.68%的光电转换效率。后续优化了TiO2与CdSe之间的界面,采用连续离子吸附反应法制备CdS,并通过增加CdS的循环次数,进一步将电池的光电转换效率提高到5.94%。 2.为了进一步拓宽电池的吸光范围,采用可以吸收近红外光的PbS量子点作为敏化剂来敏化TiO2电极。通过热注入法成功制备得到了单分散的PbS量子点,采用巯基丙酸处理TiO2/PbS电极,成功取代了量子点表面的油酸分子,使得电极由疏水状态改变为亲水状态。采用化学浴沉积CdS层来调控电池内部的界面,CdS层包覆TiO2/PbS电极之后,电池取得了15.14mAcm-2的短路光电流以及2.68%的光电转换效率。另外,还比较了连续离子吸附反应法沉积与化学浴沉积法的区别,通过研究发现,化学浴沉积CdS得到的电池电子收集效率更高,光电性能更好。 3.将PbS量子点应用在异质结电池中,采用异丙氧醇钛来优化TiO2介孔层与量子点层的界面,显著提高了电池的光电性能,使得电池的光电转换效率达到1.72%。另外,成功合成了PbS@CdS核壳量子点,应用在异质结电池中,获得735mV的开路光电压。同时,发现核壳量子点异质结电池在空气中的光电性能要明显优于氮气气氛。