纳米结构材料具有特殊的物理和化学性质,结合新的电池概念,有望获得超过Shockley-Queisser理论极限的效率。半导体纳米结构的形状、大小和晶体学特点可以在合成过程中得到有效地调控。与传统硅太阳电池相比,以有机共轭聚合物为电子给体(D)和无机纳米颗粒或者有机分子为电子受体(A)组成的复合体异质结太阳电池作为一种新型太阳电池,已受到极大的关注。它是在现有半导体技术的基础上,结合无机半导体材料载流子迁移率高、稳定性好和有机半导体材料易于功能化设计、工艺条件温和、可大面积湿法成柔性薄膜的优势,实现高性能、高稳定、低成本的半导体器件,具有易加工、轻质、柔韧性好等优点。这些性能特点为复合体异质结太阳电池的生产、运输及在多种场合的使用提供了重要的保证,在诸多领域具有广泛的应用前景。我们的研究目标是发展新型环境友好的无机纳米材料用作有机/无机复合体异质结薄膜太阳电池,以及为有机复合体异质结薄膜太阳电池寻找一种具有更低成本、简易制备过程的新型缓冲层材料,另外基于复合体异质结构,针对有机半导体材料在电荷迁移率上的不足,我们探索研究新型的无机复合体异质结薄膜结构,用于光伏器件的制备。研究主要包括以下几个方面:　　 (1)硫化锡纳米颗粒的热注入法制备及其作为电子受体在有机/无机复合体异质结太阳电池中的应用。采用200度热注入法合成了环境友好的硫化锡单分散纳米材料,与有机高分子MDMO—PPV复合,制备了有机/无机复合体异质结薄膜太阳电池；研究了无机纳米颗粒的含量、表面配体对器件性能的影响。通过对合成的油胺包覆的硫化锡进行吡啶处理,明显改善与之复合的有机高分子半导体内光生激子的分裂效率,光伏器件的短路电流密度提高了30％,转化效率由0.2％提高至0.31％；　　 (2)银量子点修饰二氧化钛纳米管的乙醇还原制备及其作为掺杂在有机复合体异质结太阳电池中的应用。采用了简易的乙醇还原法制备了银量子点修饰的二氧化钛纳米管复合材料,将其作为掺杂加入有机复合体异质结薄膜太阳电池中；研究了银-二氧化钛纳米管的掺杂在光吸收、激子分裂和相结构等方面对有机复合材料的影响,结果表明,在低于0.2mg/ml的掺杂浓度下,在有机复合体系内引入银-二氧化钛纳米管可以增强复合体系的光吸收,但不明显改变复合材料的激子分裂效率,掺杂有银-二氧化钛纳米管的有机复合体异质结太阳电池的电流密度与未掺杂器件相比提高了25％,效率由未掺杂的1.2％提高到掺杂之后的1.8％;通过研究复合体系的光吸收、荧光发光和相形貌等,揭示了该种复合纳米材料的引入对提高器件性能的作用机理；　　 (3)电化学制备聚苯胺薄膜及其作为阳极缓冲层在有机复合体异质结太阳电池中的应用。通过采用节约工艺成本和材料成本的电化学方法,在导电基底上原位聚合聚苯胺薄膜,研究了不同聚合时间下薄膜表面形貌的变化。结果发现,改变聚合时间在30秒至120秒之间变化时,可以制备出表面分布有聚苯胺纳米颗粒的薄膜,通过调节聚合时间可以改变表面纳米颗粒的密度,聚合时间为60秒时,表面颗粒密度最大,约为6*108个/cm2。以这种形貌的薄膜为阳极缓冲层的有机复合体异质结太阳电池,在表面颗粒密度最大时获得最大的电流密度,并且具有最佳的光电转化效率。本研究工作提出了一种具有纳米状阵列结构的薄膜用于有机复合体异质结薄膜太阳电池的优点；　　 (4)基于无机四角锥纳米颗粒的复合体异质结太阳电池的研究。首次采用碲化镉四角锥纳米材料做P型电子给体材料,形成Ⅱ型能带结构的硒化镉做电子受体,制备以无机复合体异质结结构为光敏层的太阳电池,研究了这种新型结构中给体受体含量配比、薄膜厚度、退火等参数变化对器件性能的影响。当碲化镉四角锥与硒化镉量子点质量比为2:1,复合体异质结薄膜厚度为300nm,退火温度150度时,获得最佳的光伏器件性能,短路电流密度为1.3mA/cm2,开路电压为0.53V,填充因子0.33,光电转化效率为0.23％；与参比的碲化镉/硒化镉双层薄膜异质结器件相比,电流提高了10倍,器件效率有20倍的提高。初步研究工作为这种具有发展潜力的新型薄膜太阳电池的进一步优化打下了基础。