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量子点敏化太阳能电池作为第三代太阳能电池之一,它的光电转换效率多年来表现出稳定的增长,提高量子点敏化太阳能电池效率的关键手段之一是开发具有高催化活性和高导电性的对电极。其中金属硫属化物对聚硫电解液显示出优异的催化能力和稳定性,但是,金属硫化物的导电性却表现欠佳,所以本文的研究思路就是在金属硫化物的对电极基础上引入高导电性材料形成复合材料对电极,进而提升电池性能。本论文主要工作内容如下: (1)硫化铜-铂复合材料对电极的制备与性能 我们尝试将金属硫化物和Pt组合的复合材料对电极应用到量子点敏化太阳能电池中,将金属硫化物的高催化活性与金属Pt高导电性结合,从而实现对电极的更加优良的性能。我们通过水热法合成了Cu1.8S颗粒,并用丝网印刷法将Cu1.8S浆料涂抹在事先覆盖了Pt层的FTO导电玻璃上,该对电极既有效阻隔了Pt与聚硫电解液接触,又充分发挥了Pt的优异导电性和Cu1.8S的高催化活性,最终,应用在CdSe量子点敏化的太阳能电池上实现了6.71%的高光电转换效率,比传统的Cu1.8S和Pt电极组装电池的效率要高很多。 (2)硫化铜-碳复合材料对电极的制备与性能 碳和硫化铜材料已经被用单独或者一起作量子点敏化太阳能电池的对电极材料,这是因为碳材料具有高导电性,硫化铜材料具有高催化活性,将两者结合起来可以发挥出更优的性能。我们找到了一种简单方法组装Cu1.8S-C对电极,将商业化铜粉和活性炭、炭黑机械研磨均匀,制备成浆料用丝网印刷的方法覆盖在FTO玻璃上制备成对电极,用Cu1.8S-C复合材料对电极组装的CdSeTe量子点敏化太阳能电池达到了8.40%的高效率,远远高于基于单纯的碳材料对电极5.25%的转换效率,堪比传统的CuS/黄铜片对电极组装的量子点敏化太阳能电池达到的效率(8.44%)。重要的是,基于Cu1.8S-C复合材料对电极的量子点太阳能电池表现出优越的稳定性。