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量子点敏化太阳能电池在理论上具有极高的能量转换效率,并且制备简单,成本低廉,已经得到了广泛的研究。钙钛矿作为新兴的光电材料,在极短的时间内取得了很高的光电转换效率,其良好的光电性能使之具有极大的应用前景。本文通过对器件的优化和材料制备方法的改进,研究了量子点敏化太阳能电池和钙钛矿太阳能电池,获得了较好的光电性能。具体工作如下: 为了提高CdS/CdSe量子点敏化太阳能电池的光电转换效率,分别对电池的光阳极、电解液和对电极进行优化探索。实验结果表明,将少量大粒径二氧化钛颗粒与二氧化钛纳米颗粒混合作为中间层是最佳的光阳极结构。光阳极的最佳敏化次数为CdS四次,CdSe四次;在低S2-浓度、低S2-/S比例的电解溶液中,量子点敏化太阳能电池表现出更佳的光电化学性能;经铅箔处理得到的PbS对电在多硫电解液中表现较好的催化活性和稳定性。优化后的CdS/CdSe量子点敏化太阳能电池取得了4.5%的光电转换效率。 采用简单的水热法在导电玻璃上生长TiO2纳米棒阵列,发现随着生长时间的延长,纳米棒不断长长,膜层变厚和致密。水热时间为2.0小时生长的阵列稀疏,TiO2纳米棒取向杂乱,膜层约100纳米厚;水热时间为2.5小时生长的阵列均匀的垂直于基底,膜层厚约1微米;水热时间为3.0小时生长的阵列长达1.67微米。同时,合成了CH3NH3PbI3-xClx钙钛矿,XRD分析显示旋涂在TiO2纳米棒阵列上的CH3NH3PbI3-xClx钙钛矿结晶度较高。然后将CH3NH3PbI3-xClx钙钛矿旋涂到水热生长的TiO2纳米棒阵列上制备钙钛矿太阳能电池,并进行了一系列的光电化学表征。结果表明水热时间为2.5小时生长的纳米棒具有最高的光电转换效率,电池具有最长的电子寿命和量子效率。 分别制备了CH3NH3PbI3-xClx钙钛矿电池,一步法和两步法CH3NH3PbI3钙钛矿电池。XRD图谱表明不同的制备方法对钙钛矿的结晶程度有很大的影响,CH3NH3PbI3-xClx钙钛矿结晶度最好,电池的光电转换效率最高。