【摘 要】
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化石燃料的枯竭带来的全球范围内的能源危机,使人们逐渐认识到开发太阳能、风能、潮汐能、水能等可再生能源的重要性。而在这些可再生能源中太阳能又是一种储量丰富的清洁能源,于是对太阳能的开发与利用就成为了各个国家和地区研究的热点问题。量子点敏化太阳能电池（QDSCs）是对染料敏化太阳能电池的延伸和发展,利用量子点代替分子染料,实现从太阳能到电能的直接转化。具有低成本,制作工艺简单的优点,同时由于量子点的多
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化石燃料的枯竭带来的全球范围内的能源危机,使人们逐渐认识到开发太阳能、风能、潮汐能、水能等可再生能源的重要性。而在这些可再生能源中太阳能又是一种储量丰富的清洁能源,于是对太阳能的开发与利用就成为了各个国家和地区研究的热点问题。量子点敏化太阳能电池（QDSCs）是对染料敏化太阳能电池的延伸和发展,利用量子点代替分子染料,实现从太阳能到电能的直接转化。具有低成本,制作工艺简单的优点,同时由于量子点的多激子效应,使得量子点敏化太阳能电池的理论转换效率可以达到44%。本文从抑制太阳能电池内部的电荷复合出发,对量子点进行热处理和对光阳极进行钝化处理;同时探究一种稳定、高效且制作方法简便的对电极来提高量子点敏化太阳能电池的转换效率。（1）热处理CdSeTe量子点是指将离心纯化后的量子点分散在二氯甲烷与油胺混合溶液中,惰性气氛下180℃热处理一段时间后进行沉淀离心,通过8h热处理后的CdSeTe量子点大小基本保持不变,结晶性明显增强,晶格条纹更加明显。表面悬空键的减少使量子点更加稳定,敏化在二氧化钛上具有更强的光吸收。同时为了缓解量子点敏化光阳极与ZnS钝化层之间的晶格失配,我们在二者之间引入了钝化层。通过研究发现Mn-CdSeS钝化层的引入能很好的抑制光阳极与电解液间界面的电荷复合,同时过渡金属的掺杂可以提高短路电流密度。实验结果表明,热处理量子点和引入钝化层可以很好地抑制电池内部的电荷复合,进而提高太阳能电池的转换效率。经过优化后的CdSeTe QDSCs短路电流密度（JSC）为20.45 mA/cm2,开路电压（Voc）为0.585 V,电池转换效率可以达到6.88%,提高了近53.2%。（2）在Ti片上电沉积吡咯（PPy）后高温退火得到C-N/Ti对电极,这样的对电极制作方法简单、稳定性强、性能好。我们通过控制Ti片上沉积的C纤维长短粗细使C-N/Ti对电极组装的电池短路电流可以达到20.35 mA/cm2,开路电压有0.624 V,填充因子为0.578,PCE为7.343%。除此之外为了增加对电极的催化活性,进一步提高量子点敏化太阳能电池的转换效率,在C-N/Ti对电极上采用SILAR方法沉积一层CuS,这样的对电极组装的太阳能电池短路电流为21.31 mA/cm2,开路电压为0.63 V,填充因子为0.586,转换效率可以达到7.865%。相比于常用的CuS/黄铜片对电极组装的太阳能电池转换效率提高了14%。
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