【摘 要】
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量子点敏化太阳电池由于具备高理论转换效率和低生产成本，是近年来研究的热点课题。但是迄今为止，量子点敏化太阳电池的光电转换效率仍然远低于传统的太阳电池，另一方面，传统的Pt
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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量子点敏化太阳电池由于具备高理论转换效率和低生产成本，是近年来研究的热点课题。但是迄今为止，量子点敏化太阳电池的光电转换效率仍然远低于传统的太阳电池，另一方面，传统的Pt电极对多硫电解质的催化活性不高且不稳定。因此需要开发新型量子点材料和在多硫电解质体系内具有高催化活性和稳定性的对电极材料。本论文从材料的角度，考虑到金属硫族化物在量子点敏化电池中的重要作用，提出了一种基于金属硫族配合物前驱体制备量子点敏化电池光阳极和Cu2S对电极的新方法。
鉴于SILAR、CBD方法等制备量子点敏化太阳电池光阳极存在一定的局限性，本研究提出一种制备光阳极的新方法，以SnSe2敏化TiO2光阳极的制备为例，首先合成出(N2H4)3(N2H5)4Sn2Se6溶液，然后通过将纳米TiO2薄膜浸泡在此前驱体溶液中使该金属硫族配合物吸附到纳米TiO2表面，再通过烧结即可得到SnSe2敏化纳米TiO2光阳极。组装成电池在AM1.5光照下获得了0.12％的光电转换效率，同时对制备工艺进行了研究。
同时，本论文提出了一种制备量子点敏化太阳电池用Cu2S对电极的新方法。合成了硫族金属配合物N4H9Cu7S4前驱体，采用旋涂法(spin-coating)将前驱体喷涂到导电玻璃表面，经过热处理分解为Cu2S并在导电玻璃表面形成了由Cu2S纳米片组成的多孔膜。研究了基于Cu2S对电极的量子点敏化太阳电池的光电性能，同时结合电化学阻抗技术考察了Cu2S对电极的催化性能。结果表明:与Pt电极和传统的硫化法方法制备的Cu2S对电极相比，本方法制备的Cu2S电极在CdS&CdSe共敏化电池中获得了3.7％的光电转换效率，在多硫电解质中具有更高的催化活性和稳定性，可以替代传统的Pt电极，具有进一步研究的价值。对Cu2S电极的制备工艺、电解质对基于Cu2S对电极的量子点敏化太阳的光电性能进行了研究，并且对Cu2S纳米片的形成机理进行了探索。
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