太阳能电池能以最直接、最有效的方式将太阳能转换为电能,是目前解决能源问题的有效途径。其中,量子点敏化太阳能电池（QDSCs）作为第三代太阳能电池,由于其成本低、取材丰富、制备工艺简单以及独特的量子点特性等优点,在太阳能电池领域凸显了巨大的潜力和发展前景。然而,目前报道的QDSCs的最大光电转换效率（PCE）仅约为12%,远远低于QDSCs的理论光电转换效率（约66%）。如何进一步增强QDSCs的光电性能是发展QDSCs的关键所在。QDSCs中存在的电荷复合过程是影响QDSCs光电性能的关键问题,因此如何有效地抑制QDSCs中的电荷复合以及提高QDSCs中的电荷传输性能对提高QDSCs光电性能具有重要意义。目前报道的方法是在光阳极上修饰阻挡层（如Al₂O₃、MgO等）以抑制光生电子注入到Ti O₂导带之后的电荷复合过程,但是该方法会影响量子点上的光生电子往氧化物半导体上的注入或光生空穴转移至电解液中。所以,有效地抑制电荷复合的同时不影响光生电荷的传输是QDSCs亟待解决的关键问题。此外,TiO₂薄膜的费米能级对电荷分离与传输的影响常被忽视,且关于通过调控TiO₂薄膜/FTO界面的界面电场以促进光生电荷有效地分离与传输的研究也鲜有报道。本论文通过对氧化物薄膜进行表面修饰和掺杂改性以构筑有利于界面电荷传输的界面电场,从而达到抑制QDSCs中电荷复合以及促进光生电荷的分离与传输的目的。并且通过表面光电压、瞬态表面光电压和瞬态光电流等手段对QDSCs中光生电荷动力学行为进行研究,据此分析锐钛矿TiO₂纳米线（Nanowires,NWs）结构太阳能电池中存在的界面势垒以及界面处的光生电荷行为对QDSCs光电性能的影响。具体工作内容分为如下几个方面:1.针对QDSCs中存在的电荷复合问题,通过溶胶-凝胶法在锐钛矿TiO₂NWs薄膜表面修饰Al掺杂的TiO₂薄膜以构筑Al-TiO₂/TiO₂同质结,然后用CdS敏化修饰前后的氧化物薄膜电极,并组装成QDSCs器件。由于Al掺杂调控了TiO₂薄膜的功函,因此在Al-TiO₂/TiO₂界面处产生界面势垒。而Al-TiO₂/TiO₂界面的界面电场方向是从TiO₂ NWs薄膜指向Al-TiO₂,能有效地抑制TiO₂薄膜中光生电子与空穴和电解液的复合。因此QDSCs的光电性能得到提高,TiO₂[email protected]%Al-Ti薄膜组装的QDSCs表现出了最好的光伏性能,其光电转换效率（2.58%）比Al-TiO₂薄膜修饰前增加了45%。由此表明,此方法构筑的Al-TiO₂/TiO₂同质结在太阳能电池中是抑制电荷复合以及延长电子寿命的有效途径,在太阳能电池领域有极大的应用前景。2.前期工作表明锐钛矿TiO₂ NWs薄膜具有较小的表面功函（4.70 eV）,而常用的FTO表面功函更大,因此在锐钛矿TiO₂ NWs薄膜/FTO界面处可能存在电子耗尽层。于是,为了探究锐钛矿TiO₂ NWs/FTO界面对太阳能电池性能的影响,我们通过开尔文探针技术对TiO₂薄膜和FTO进行了表面功函的表征,并通过表面光电压和瞬态表面光电压技术对TiO₂薄膜电极和量子点敏化的TiO₂薄膜电极中TiO₂/FTO界面处的光生电荷动力学行为进行了研究。通过不同照光方式研究表明,在TiO₂/FTO界面处的界面电场使光生空穴迁移至FTO基底,而这将不利于太阳能电池光伏性能的提高。3.根据上述工作,在TiO₂/FTO界面处的界面电场不利于太阳能电池光伏性能的提高。因此,为了调控TiO₂/FTO界面处的界面电场,我们通过N掺杂锐钛矿TiO₂ NWs薄膜来调控其费米能级,并通过表面光伏技术和开尔文探针技术对N掺杂TiO₂ NWs/FTO界面的界面电场进行了表征。N掺杂TiO₂ NWs薄膜后,在TiO₂/FTO界面的界面电场方向从TiO₂指向FTO变成了从FTO指向TiO₂,从而有利于光生电子传输至FTO导电基底,因此N掺杂后的界面电场有利于太阳能电池光电性能的提高。调节N/TiO₂质量比为1.38时,QDSCs表现出了最好的光电性能,其光电转换效率（2.75%）是N掺杂前QDSCs的1.46倍。