磷化铟(InP)量子点具有室温带隙(1.35 eV)窄、吸光系数高、无镉、生物相容性好、可批量制备等优点,因而在荧光成像、医学诊断、量子点发光二极管和量子点太阳能电池等光、电学领域具有非常好的应用前景。然而本征InP量子点由于表面缺陷多、稳定性差等原因导致其荧光和电学性能较差,采用掺杂或者表面包覆可能会使量子点的表面缺陷减少,并改变量子点的吸光和荧光性能甚至提高量子点太阳能电池的电学性能。因此研究掺杂和表面包覆对InP量子点的光电性能的影响具有重要的意义。本论文主要研究以InP为基质(宿主)半导体,利用热注入法一锅合成不同金属离子(M)掺杂的InP量子点(以M:InP表示),研究了M:InP量子点的吸收和荧光性能,同时将M:InP量子点组装成量子点敏化太阳能电池,研究不同金属离子掺杂对InP量子点敏化电池电学性能的影响。主要内容如下:1.Li、Zn和Sn掺杂的InP量子点的合成及光学性能研究。采用成核掺杂的方式合成了Li、Zn和Sn掺杂的InP量子点(分别记为Li:InP、Zn:InP和Sn:InP),所获得的量子点具有良好的单分散性和结晶性;掺入Li或Zn均导致InP量子点的吸收谱和荧光谱大幅度向短波方向蓝移、量子点尺寸减小,这可能与Li、Zn离子抑制InP量子点的成核与生长过程有关;相反,掺杂Sn时吸收谱和荧光谱小幅红移、量子点尺寸增大,这可能与Sn离子促进InP量子点的成核与生长有关。另外Li、Zn掺杂的InP量子点的荧光强度增强,这与Li、Zn离子对InP量子点的表面缺陷的钝化机理有关。2.InP基量子点敏化太阳能电池的组装及电学性能研究。采用配体诱导量子点自组装法制备了Li:InP、Zn:InP和Sn:InP量子点敏化太阳能电池。研究发现,采用该法获得了高负载量的InP基量子点敏化电极及高效率InP基量子点敏化太阳能电池;通过对InP基量子点敏化电池的影响因素进行优化研究,获得了高效率InP基量子点敏化太阳能电池,其中未掺杂InP量子点敏化电池的光电转换效率达到2.5%,而Sn:InP量子点则突破性地达到3.5%的光电转换效率。3.Ga掺杂InP量子点的生长掺杂合成及量子点敏化电池应用研究。采用生长掺杂的方式合成了Ga掺杂的InP量子点(记为Ga:InP),研究发现合成的Ga:InP量子点尺寸均匀、结晶度高,并且荧光增强效果好。通过优化生长温度和掺杂浓度等参数,获得了荧光量子产率达14%的Ga:InP量子点。此外,利用Ga离子对InP量子点表面良好的钝化作用,制备了Ga:InP量子点敏化太阳能电池,实验发现其性能比未掺杂InP量子点敏化电池的性能有明显的提高,其光电转换效率达2.8%。4.Type-I型InP核壳量子点的合成、光学性能及其在量子点敏化电池中的应用研究。基于表面钝化原理,构建并合成了Type-I型InP/ZnS、InP/ZnSe、Ga:InP/ZnS和Ga:InP/ZnSe核壳量子点,研究了无机宽带隙壳包覆对InP和Ga:InP量子点的吸收、荧光以及量子点敏化电池性能的影响。实验结果表明,包覆宽带隙ZnS或ZnSe壳能有效提高InP量子点敏化电池的开路电压和性能,其中Ga:InP/ZnS和InP/ZnS核壳量子点敏化电池的光电转换效率分别达到4.2%和4.7%。通过分析发现,这种Type-I型核壳结构的量子点在电子转移过程中具有类似非理想电容的性质,这对量子点敏化电池的充放电性能具有一定的影响。