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量子点敏化太阳能电池由于光谱响应范围可调,消光系数高,理论光电转换效率高等优点成为太阳能电池的重要研究方向之一。迄今为止,量子点敏化太阳能电池的光电转换效率与传统太阳能电池的相比仍然相差较远。本论文主要针对水相量子点用于敏化太阳能电池作了研究,通过增强量子点在光阳极上的吸附,电解质和对电极的改善来提高电池性能。 制备了以硫代水杨酸(TSA)为配体的CdTe量子点。研究了前驱体溶液的pH值、浓度、物质的量之比对量子点荧光特性的影响,在最优化条件下,成功制备了量子产率为15%的TSA-CdTe量子点,并对其形貌、组成、电子传输等进行了表征。结果显示硫代水杨酸为配体的CdTe量子点比巯基丙酸配体CdTe量子点的电子传输性能好,表明硫代水杨酸这种具有共轭结构的配体有利于电子的转移。 研究了水相量子点在TiO2电极上的吸附机理,提出了通过pH调控量子点吸附的方法。将水相制备的巯基甘油和巯基丙酸为配体的CdTe量子点应用于敏化电池,通过改变吸附时溶液的pH值,来调控量子点和TiO2之间的静电作用,发现调节pH使它们之间的作用力为弱静电斥力时,量子点在TiO2上的吸附最好,获得了能量转换效率为0.75%的CdTe敏化太阳能电池。 研究了电解质和对电极对电池性能的影响,通过改进对电极和优化电解质,进一步提高CdTe量子点敏化电池的效率。以Cu2S取代传统的Pt作对电极,能获得更好的催化特性,电池的填充因子和效率提高了近一倍。采用多硫电解质,优化S2-和S的量以及水醇比来提高电解质氧化还原的能力。采用改进的电解质和对电极,获得了效率为1.47%的CdTe量子点敏化电池。 开展了无毒,绿色量子点敏化太阳能电池的研究。将水溶性的ZnSe及ZnSe掺杂量子点作为敏化剂,制备了电池,发现通过掺杂后,提高了电子从ZnSe向TiO2的注入效率,从而提升了电池的效率。通过原位生长法制备了In2S3和ZrS2敏化电池,研究了它们的光电性能。