量子点敏化太阳能电池研究进展中出现的问题及其解决方案

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量子点太阳能电池的研究现状与展望

量子点太阳能电池的研究现状与展望随着人类社会的进步，能源需求不断增长。

然而，目前依赖化石能源所带来的环境问题以及资源的日益枯竭使得我们亟需寻找一种新的、可持续的能源供应方式。

太阳能是一种理想的、广泛存在的能源资源，然而，现阶段太阳能电池的效率和成本仍然难以与传统燃化石燃料活动相竞争。

在这个背景下，研究开发新型的太阳能电池技术是当务之急。

量子点太阳能电池作为一种新型的太阳能电池技术备受关注。

量子点太阳能电池简介在传统的太阳能电池中，半导体吸收太阳能转化为电能，其中太阳光的花费常以电流产生，典型的碘元素化合物形成了太阳能电池的重要组件。

而量子点太阳能电池是一种基于纳米技术制造的太阳能电池。

其中的“量子点”指的是一种纳米晶体颗粒，其尺寸在4~10纳米之间，体积小、密度高、光学量子效率高，具有单电子、能量耦合、电荷转移和光致变色等许多量子效应，因此，能够在更广泛的太阳光谱范围内吸收光线。

由于量子点可以调节对太阳能的吸收范围和波段，所以其在太阳能光谱的吸收效果更为显著，相较于传统太阳能电池，其有更高的转化效率。

同时，由于量子点的制造方式简单，成本也低，所以相对而言，它也更具有潜力。

量子点太阳能电池发展历程早在1991年，阻态量子点太阳能电池被提出。

在2001年，量子点太阳能电池的研究发展进入了快速发展阶段，随着量子点技术和纳米技术的进一步发展，其效率和稳定性也逐渐得到提高。

然而，目前量子点太阳能电池的整体效率仍低于传统太阳能电池，其短暂的寿命使其适于低功率电力应用。

然而，它们的半导体性质和特征使得它们可以在多种形式的光电子器件中发挥关键作用，包括太阳能电池、光电变换器和生物标记等。

量子点太阳能电池应用前景由于量子点太阳能电池在吸收效率、稳定性和成本上的优势，目前研究开发量子点太阳能电池已经成为一个热门话题，其应用前景十分广阔。

其中一项前景是高效率太阳能电池。

目前，研究人员已经成功制造出了具有转化效率36.2%的高效率量子点太阳能电池，而且随着技术的不断进步，其效率将会不断提高。

量子点敏化太阳能电池的最新进展

• 缺点
量子点之间容易发生团聚使其很难在ＴｉＯ２多孔膜或纳米棒表面均匀包覆；很难寻求一种合适的高效电解液使量子点受到较少的腐蚀。
• 解决方法：Ｗ．Ｊａｎｇ等人报道了一种采用液态ＣＯ２作为溶剂修饰ＣｄＳ量子点的ＳＩＬＡＲ方法，液态ＣＯ２超低的粘稠度和超小的表面张力（润湿角）有利亍溶解在其中的ＣｄＳ量子点在多孔膜中更快扩散，并更好地穿透多孔膜均匀覆盖亍ＴｉＯ２电极的表面。
提高电池性能
• 提高电池性能主要可以从以下两方面着手：
1.开发出沉积量子点的方法，使其能够在ＴｉＯ２表面形成均匀包覆的单分子层； 2.开发出高性能电解质，使其还原势不量子点的价带能级相匹配，并丏丌会腐蚀量子点。该领域未来的发展需要物理、化学和材料领域的与家迚行更深入的合作，推迚该领域研究的创新不发展。
太阳电池产业现阶段的情况
• 太阳能企业目前普遍负债较高，在美国上市的十几家企业中，即使是负债率最低的晶澳也有60%，最高的是赛维 LDK，达到了90%。 • 但是事实上，全球总的光伏需求的增长仍将继续，只是市场的中心将在下半年从欧洲转向亚太地区。 • 财政部、科技部、国家能源局亍五月初公布了2012年金太阳示范项目目录。根据各地上报的《2012年金太阳示范项目实施方案》和与家评审结果，三部委确定2012金太阳示范工程总规模为1709MW。在补助资金方面，2012年用户侧光伏发电项目的补助变准确定为5.5元/瓦。财政部据此核定示范项目补助资金按一定比例迚行预拨，剩余资金在项目完工后迚行清算。
太阳电池的发展及优缺点
一、第一代太阳能电池光电转换效率较高、稳定，但成本很高。二、第二代太阳能电池的技术仍然丌够成熟，如有机染料敏化电池还存在以下问题：（１）现在公认使用效果最好的钌络合物的制备过程比较复杂，丏钌金属价格昂贵；（２）有机染料对近红外光吸收相对较弱；（３）染料的长期稳定性差；（４）染料的激发态寿命很短

量子点敏化太阳能电池电解质的研究进展

量子点敏化太阳能电池电解质的研究进展舒婷【摘要】量子点敏化太阳能电池是兼具低成本和高理论转化效率的第三代太阳能电池.电解质是量子点敏化太阳能电池的重要组成部分,是影响电池的光电转换性能及稳定性的重要因素之一.本文评述了量子点敏化太阳能电池中液态、准固态和固态电解质体系的研究进展,并对电解质的发展前景进行了展望.%Quantum dot-sensitized solar cell(QDSSC) is regarded as a potential low-cost and high-efficiency photovoltaic cell as the third generation solar cell. Electrolyte which is an important part of QDSSC and one of the key factors that influence the performance of QDSSC. Herein,the recent research progress of electrolytes used in QDSSC by classifying them as liquid state, quasi-solid state and solid state was introduced. The future developments of the electrolytes are also prospected.【期刊名称】《化学工程师》【年(卷),期】2013(027)004【总页数】3页(P42-44)【关键词】量子点敏化;太阳能电池;电解质【作者】舒婷【作者单位】湖北科技学院药学院,湖北咸宁437100【正文语种】中文【中图分类】TM914.4自1991年Grätzel[1]教授首次报道染料敏化太阳能电池获得7.9%的转化效率以来，染料敏化太阳能电池引起了研究者的广泛关注。

基于量子点的太阳能电池的光电转换机制研究与优化

基于量子点的太阳能电池的光电转换机制研究与优化随着能源紧缺和环境问题的日益突出，太阳能作为一种清洁、可再生的能源逐渐受到人们的关注。

其中，基于量子点的太阳能电池作为一种新兴的光电转换技术备受瞩目。

本文旨在深入探讨基于量子点的太阳能电池的光电转换机制，并提出优化措施以提高其光电转换效率。

一、量子点的特性及应用量子点是一种纳米级的半导体材料，其可调控的能带结构使得其在光电转换中具有独特的优势。

首先，量子点可以通过调控其大小和组成来实现对光的吸收和发射波长的精确控制；其次，量子点的巨大表面积可以增强光吸收；此外，量子点还可以通过光敏材料与电子传输材料相结合，形成高效的光电转换体系。

二、基于量子点的太阳能电池的结构与原理基于量子点的太阳能电池通常由多个层次构成，包括透明导电衬底、电子传输层、量子点敏化层和电解质等。

其工作原理是通过光的吸收和电子传输来实现光电转换。

当太阳光照射到量子点敏化层时，光子激发量子点中的电子，产生电子-空穴对。

这些电子-空穴对会被电子传输层分离，并在外部电路中形成电流，最终将光能转化为电能。

三、光电转换机制的研究进展为了深入理解基于量子点的太阳能电池的光电转换机制，许多研究工作已经展开。

一方面，研究人员通过调控量子点的大小、形状和表面修饰等手段来优化光吸收效率；另一方面，他们探索了不同材料的应用，如半导体纳米线和有机无机杂化材料，以进一步提高光电转换效率。

此外，一些研究还关注了光电转换过程中的热损耗和电荷转移过程的动力学特性，以期找到进一步提升效率的途径。

四、优化基于量子点的太阳能电池的方法在研究基于量子点的太阳能电池的光电转换机制的基础上，为了进一步提高其光电转换效率，可以采取以下优化措施。

1. 优化量子点敏化层通过调节量子点的大小、形状和表面修饰等参数，可以实现更宽波长范围内的光吸收，并提高光子传导效率。

2. 设计高效的电子传输层合理选择电子传输材料，提高电子传输速率和电荷分离效率，以减少能量损耗。

《Zn-CuInS2量子点的成分调控及其敏化太阳电池光阳极的优化》范文

《Zn-CuInS2量子点的成分调控及其敏化太阳电池光阳极的优化》篇一一、引言随着科技的发展，新型太阳能电池技术的开发成为了能源领域的重要研究方向。

其中，量子点敏化太阳电池（QDSSC）以其高光电转换效率、低成本等优势受到了广泛关注。

Zn-CuInS2（ZCIS）量子点因其优良的光电性能，被广泛用于QDSSC的光阳极材料中。

本文将探讨ZCIS量子点的成分调控及其在敏化太阳电池光阳极的优化。

二、Zn-CuInS2量子点的成分调控2.1 成分调控原理ZCIS量子点的成分调控主要是通过调整Zn、Cu、In和S的元素比例，以达到优化其光电性能的目的。

不同比例的元素组成会影响量子点的能级结构、光吸收性能以及电子传输性能。

2.2 成分调控方法成分调控主要通过控制合成过程中的反应条件、原料配比以及温度等因素来实现。

目前，常用的合成方法包括化学浴法、共沉淀法等。

通过调整这些参数，可以实现对ZCIS量子点成分的精确控制。

三、ZCIS量子点敏化太阳电池光阳极的优化3.1 光阳极材料的选择光阳极材料的选择对太阳电池的性能至关重要。

ZCIS量子点因其优良的光电性能，被广泛应用于光阳极材料中。

然而，光阳极的性能并不仅仅取决于量子点的性质，还与基底材料、界面修饰等因素有关。

因此，在选择光阳极材料时，需要综合考虑这些因素。

3.2 界面修饰与优化为了进一步提高光阳极的性能，需要进行界面修饰与优化。

这包括对光阳极表面进行适当的处理，以提高其与量子点之间的接触性能；同时，还需要对量子点进行表面改性，以提高其稳定性和光电转换效率。

此外，还可以通过引入导电聚合物等材料，进一步提高光阳极的导电性能。

四、实验结果与讨论4.1 实验方法与步骤本部分详细介绍了实验方法和步骤，包括ZCIS量子点的合成、光阳极的制备以及太阳电池的组装等过程。

同时，还介绍了成分调控和界面优化的具体实施方法。

4.2 实验结果分析通过实验数据对比分析，我们可以看到经过成分调控和界面优化的ZCIS量子点敏化太阳电池的光电转换效率得到了显著提高。

量子点敏化太阳能电池的研究及应用前景

量子点敏化太阳能电池的研究及应用前景随着环保意识的日益增强，太阳能电池作为一种可再生能源，备受人们的关注。

近年来，量子点敏化太阳能电池的研究备受关注，被认为是未来太阳能电池的发展方向之一。

本文将从量子点敏化太阳能电池的基本原理、研究进展和应用前景三个方面展开探讨。

一、基本原理量子点是一种新型半导体材料，由于其晶体大小只有几个纳米级别，使其具有很多特殊的性质。

量子点敏化太阳能电池是一种以量子点材料为敏化剂的电池，主要由传统钙钛矿太阳能电池和量子点层组成。

传统钙钛矿太阳能电池是目前市场上应用最广泛的太阳能电池，其材料主要有二氧化钛等。

由于钙钛矿材料的局限性，如光电性能不稳定、生产成本高等问题，人们将目光投向了材料和结构更加复杂的量子点敏化太阳能电池。

量子点敏化太阳能电池的原理是通过将量子点敏化剂涂在钙钛矿层上，利用量子点本身的特性来增加太阳能电池对光的吸收能力，从而提高光电转化效率。

具体来说，量子点可以实现光的多次散射，形成“光捕获漏斗”结构，使得钙钛矿更容易吸收光线并将其转化为电流。

此外，量子点的带隙可以通过控制粒子的大小和组成来调整，以实现对太阳光谱的优化。

二、研究进展量子点敏化太阳能电池的研究始于20世纪90年代，至今已有20余年历史。

研究者们通过不断尝试新的材料和结构，逐渐提高了太阳能电池的光电转化效率。

如2005年，研究者就利用CdS量子点敏化剂成功制备了4.2%的太阳能电池，并将效率提升至6.7%后，量子点材料正式引起了全球研究者的关注。

不断的研究和改进，使得该太阳能电池的效率已达到了13%。

在研究进展的基础上，量子点敏化太阳能电池被广泛应用于生活中的不同领域。

如，量子点敏化太阳能电池可以应用于智能家居领域，为家居设备提供可更换电池的智能技术，增强家居设备的收集、传输和处理信息的能力；在可穿戴电子产品中，量子点敏化太阳能电池可以再次使用与紫外线下充电。

在农业领域，量子点敏化太阳能电池可以实现水稻光合途径的光谱优化，从而提高光合作用水平，增加作物产量。

量子点敏化太阳电池Cu2S对电极研究进展

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｕｎｔｅｒｅｌｅｃｔｒｏｄｅｗａｓｏｎｅｏｆｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｔｒｓｏｆｑｕａｎｔｕｍｄｏｔ—ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｄｓｏｌａｒｃｅｌｌｓ（ＱＤＳＣｓ）．
关键词：量子点敏化太阳电池（ＱＤＳＣｓ）；ＣｕＳ对电极；稳定性；光电转换效率中图分类号：ＴＢ３４文献标识码：Ｂ文章编号：１００１ — ９６７７（２０１３）２１ — ００２６ — ０３
ＲｅｃｅｎｔＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＣｕ２ＳＣｏｕｎｔｅｒＥｌｅｃｔｒｏｄｅｉｎＱｕａｎｔｕｍ
Ｄｏｔ—ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｄＳｏｌａｒＣｅｌｌｓ
ｊｌＮＢｉｎ—ｂｉｎ
（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ，ＳｈａａｎｘｉＧｕｏｆａｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳｈａａｎｘｉＸｉ ’ ａＤ７１０３０２，ｂｉｌｉｔｙｏｆＱＤＳＣｓ．ＴｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｔｈｅＣｕ２Ｓｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄｔｈｅｓｕｐｅｉｒｏｉｒｔｙａｎｄｅｘｉｓｔｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆＱＤＳＣｓｂａｓｅｄｏｎＣｕ２Ｓｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ｔｈｅＣｕ２ＳｃｏｕｎｔｅｒｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓｗｅｒｅｉｍｐｏｔｒａｎｔｗａｙｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｔｈｅｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｉｒｃｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｅｉｃｆｉｅｎｃｙｏｆＱＤＳＣｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｑｕａｎｔｕｍｄｏｔ—ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｄｓｏｌａｒｃｅｌｌｓ（ＱＤＳＣｓ）；Ｃｕ２Ｓｃｏｕｎｔｅｒｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ；ｓｔａｂｉｌｉｔｙ；ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｉｒｃ

量子点敏化太阳能电池结构调控及光伏性能研究

量子点敏化太阳能电池结构调控及光伏性能研究量子点敏化太阳能电池结构调控及光伏性能研究摘要：随着能源需求的不断增长，太阳能作为一种可再生能源受到了广泛关注。

在太阳能电池研究中，量子点敏化太阳能电池因其高效率和低成本的特点而备受研究者的青睐。

本文通过研究量子点敏化太阳能电池的结构调控及光伏性能，探讨了提高其光电转换效率的方法，并对未来的发展进行了展望。

1. 引言太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置，广泛应用于户外供电、数字产品和航空航天等领域。

传统的太阳能电池主要由硅材料构成，但由于成本较高且生产过程对环境影响较大，研究者开始寻找替代材料。

量子点是一种具有特殊结构和优异性能的纳米材料，与传统的材料相比，量子点敏化太阳能电池具有优异的光电转换效率和较低的成本。

2. 量子点敏化太阳能电池的结构调控量子点敏化太阳能电池的结构调控是提高其光伏性能的关键。

在量子点敏化太阳能电池中，量子点被用作光吸收剂，并通过电子传输和多重荧光共振的方式将光能转化为电能。

通过调控量子点的大小、形状和组成，可以使其吸收更广泛的光谱范围，并提高光电转换效率。

此外，调控电解质和电容性电解质界面的性质也可以改善电荷传输效率，进一步提高光伏性能。

3. 光伏性能研究光伏性能是评价量子点敏化太阳能电池性能的重要指标之一。

研究表明，量子点敏化太阳能电池具有优异的光伏性能，其光电转换效率可达到较高水平。

在研究中，通过改变量子点的尺寸和组成，以及优化电解质和电容性电解质界面的性质，可以提高光伏性能。

此外，合适的材料组合和结构设计也可以改善电子传输和电荷分离效率，从而进一步提高光伏性能。

4. 发展展望量子点敏化太阳能电池由于其优异的光伏性能和低成本的特点已经成为太阳能电池研究的热点。

未来的发展可从以下几个方面展望：首先，进一步优化量子点的结构和组成，提高光电转换效率。

其次，研究新型电解质和电容性电解质以实现更高的电荷传输效率。

此外，结合其他纳米材料，如石墨烯等，可以进一步改善光伏性能。

量子点在太阳能电池中的应用进展

量子点在太阳能电池中的应用进展摘要本文介绍了量子点纳米晶体特殊的物理性质,多种制备方法,以及在太阳能电池材料中的应用.关键词:量子点;制备;太阳能电池引言随着人口的急剧增长及工业化的快速发展与能源的大量使用,目前化石能源即将消耗殆尽,此时人们在积极寻找可替代化石能源的二次能源,太阳能作为其中不可忽视的一员,受到广泛瞩目.目前,占据市场主要份额的晶体硅基太阳能电池的光电转化效率已经高达10 %-20 %,但是原料高纯硅造价昂贵,这促使人们再次寻找可以替代硅的材料.研究发现通过量子点敏化提高金属氧化物对光的吸收,可有效的使光照射在量子点表面上产生的电子转移到金属氧化物上,理论研究表明其能量转化效率的极限值可达66％左右,大大改善其光学性能.本文主要介绍了量子点的多种制备方法及其独特的光学和电学性质在太阳能电池材料上的应用.其制备方法包括: 金属有机化合物热分解法,均匀沉淀法,溶胶-凝胶法,连续离子层吸附反应(SILAR)法,化学浴沉积法(CBD)和电沉积法(EPD)等.一.量子点的特性量子点是一种0维的纳米材料,由于自身体积小与普通材料,物理性质也不同于普通大尺寸材料.量子限域效应,是指当颗粒尺寸减小到与电子的De Broglie波长和激子玻尔半径相近时,电子在三维空间内的运动受到限制,使得电子的输运不能顺利进行,相互干扰性会增强,电子的能级由连续的能级变为分立的能级,能级之间的带隙变宽。

随着尺寸的减小,能隙会变宽,出现激子强吸收,激子也会蓝移,即由最低能量向高能方向移动,并引起吸收光谱向短波方向移动.半导体纳米粒子与体材料相比,在吸收光谱上由原来宽的吸收变为窄而高的特征吸收峰.由于量子尺寸效应的影响,随着的尺寸减小,它的能级发生改变,带隙会变宽,纳米颗粒发射能增加,光学吸收会蓝移,最直观的表现为样品颜色的变化,如随颗粒尺寸减小,CdSe颗粒由红色逐渐变为浅黄色,PbS颗粒由黑色逐渐变为棕黄色.表面效应是指当量子点纳米颗粒尺寸逐渐减小时,位于颗粒表面的原子数会逐渐增多，导致量子点的比表面积会随着尺寸的减小而增大.由于量子点比表面积较大,表面的原子数增多,其悬挂键和不饱和键较多,不能充分的配位,活性较大,和容易与其它的原子相结合发生反应.表面效应导致了量子点表面的能量增大,活性增强,表现为随着微粒尺寸的减小熔点会降低.小尺寸效应是指当纳米微粒的的尺寸小于等于光学波长,德布罗意波长等物理特性尺寸时,非晶态量子点表面的原子层的原子密度减小,导致了光、声、电、磁等特性的变化.随着尺寸的减小,光吸收会显著增强,磁有序态会变为磁无序态,声子发生改变,超导相会向正常转变等.例如,常规下的体相金变为2 nm的金颗粒时,熔点也由1337 K降低到600 K.这些由尺寸减小引起的特征现象被称为小尺寸效应.宏观量子隧道效应是指微观纳米粒子具有贯穿势垒的能力.由于量子点尺寸较小,内部电子运动受限,载流子在纳米尺度空问中的输运过程出现明显的电子波动性,因此电子的能级是分立的.一般情况下,量子点导电区域内存在量子垫垒,电子被锁定在纳米三维尺度范围内,当给予外界电压后,电子会越过势垒形成费米电子海,体系开始导电.量子隧道效应是指电子由一个量子阱越过垫垒进入到另一个量子阱中,体系由绝缘性转变为导电性.例如,具有铁磁性的磁体,当微粒尺寸为纳米量级时,铁磁性会向顺磁性或软磁性转变.利用量子隧道效应还研制了量子共振隧穿晶体管.激子效应在半导体发光器件的研究和开发中得到了很好的应用,半导体量子点的光吸收、发光、激发和光学非线性等过程都受到激子效应的影响.2002年，Nozik首次提出半导体量子点具有多重激子产生效应.当量子点吸收一个大于量子点禁带能量的光子后,就可能产生两个及以上的电子,而处于激发态的量子点将产生的光生电子迅速地注入到相邻的工作电极中.多重激子效应的发现,吸引了众多科研爱好者的兴趣,极大地推动了量子点在太阳能电池领域中的发展.现如今太阳能电池约有50％的能量以热能的形式损失掉了，而量子点的转化效率在200％以上,量子点太阳能电池就可用生成的额外电能来弥补以热能形势损失掉的能量.因此量子点在太阳能电池的研究中有很重要的意义.二.量子点在太阳能电池中的应用在量子点敏化太阳能电池中,量子点是太阳能电池与太阳光关联的媒介,量子点的存在,有效地提高了光电极材料对于太阳光的吸收.在典型的量子点太阳能电池中,量子点以无序或理想的有序结构夹于两个基底材料之间,其中有一个半透明基底用于光的照射.在实际器件中,经常在基底层和量子点层之间添加一薄层导电材料,如金属或导电聚合物,用以提高电子或空穴的传输效率.通过叠加相同或不同的量子点层,能够提高光的吸收以及电荷的分离与传输效率.目前应用于太阳能电池的量子点材料有PbS,PbSe,CdS,CdSe,ZnS,ZnSe等.但是由于量子点纳米数量级的粒径使其具有非常大的比表面积,这就使得量子点中大部分原子位于粒子表面.表面原子裸露在晶格的外部,配位不足、不饱和键增多,从而使这些表面原子具有极高的活性,非常容易与其他原子之间发生电子转移.同时,巨大的比表面积也使得表面缺陷增多,这些缺陷会成为陷阱束缚住电子或者空穴,阻碍电子和空穴的转移.在QDSSCs中,过多的表面缺陷不仅会阻碍电荷的有效分离,也会使量子点在太阳能电池中易被电解质腐蚀,电池稳定性较差.针对这些缺点,一般采用绝缘材料包覆量子点的方法,以减少表面态的数量,如在CdSe表面修饰一层ZnS以形成一种核壳结构,有效地抑制电子的复合,在以后的研究中,如果旨在减少电子复合与材料表面态,可采用类似方法.三.量子点的制备方法1.金属有机化合物热分解法这种合成方法是一种非水溶液的胶体化学合成方法,被广泛地用于合成量子点材料.它是在室温下进行的,通过对原本就含有目标产物的有机试剂反应,溶解,析晶,真空中加热分解,即可得到所需材料;如果最后一步是加热回流的条件,则可得到产物的胶体纳米颗粒.例如,利用Cd(SePh)2溶解于甲苯中,之后再将DEPE ethane)加入到上面的溶液中反应,最后缓慢地加入庚烷,得到晶体在在真空中热分解,可制备得到CdSe材料,而把得到的晶体溶于4-乙基吡啶中,加热回流一段时间就可得到CdSe胶体纳米颗粒.胶体化学合成法有很多优越性,能得到高质量的纳米晶体,但是缺点也很突出，需要在高温和无水无氧的苛刻条件下反应,所用药品大都为有机试剂,毒性和危险性都很大.2.均匀沉淀法均匀沉淀法是在金属的盐溶液中加入沉淀剂溶液,快速并不断地进行搅拌,使沉淀剂在溶液中缓慢均匀生成沉淀.由于沉淀剂不直接与被沉淀组分发生反应,而是在一定条件下,沉淀剂溶液会均匀缓慢的释放出结晶离子,从而与金属离子反应生成纳米粒子.例如,硫代乙酞胺为沉淀剂在加热时会缓慢地放出硫化氢,硫化氢再与镉盐反应生成均匀的硫化镉纳米粒这种方法制备的颗粒粒径分布窄,分散性好,但是所得的产品纯度较低,颗粒半径较大.3.溶胶-凝胶(Sol—Gel)法金属烷氧化物或金属无机盐等前驱体在一定条件下能水解形成溶胶,经过缩聚反应后得到凝胶,再通过加热、溶剂挥发等方法形成纳米材料. 例如,刘舒曼等以巯基乙酸为稳定剂,在水溶液中用Sol—Gel法,通过选择沉淀得到了1.8-4.0 nm的CdSe纳米颗粒.该方法的优点是成本低、方法简单、制得的纳米材料均匀度好和纯度高.4.连续离子层吸附反应(SILAR)法连续离子层吸附反应法简称SILAR法,是在半导体薄膜上沉积量子点.首先,将半导体纳晶薄膜基底放入到阳离子反应物的溶液中一段时间,取出后用去离子水冲洗基底表面,以去除表面吸附的多余反应物离子,烘干之后再浸入到有阴离子反应物的溶液中进行反应一段时间,形成所需的量子点敏化的纳晶薄膜.如此分别浸入阳离子和阴离子反应物溶液中一次称为一个循环,可以通过增加循环的次数来增加半导体薄膜上面量子点的敏化量.吸附在纳米粒子表面及孔洞内的离子能进行反应,且颗粒之间的孔洞大小为数十纳米左右.此法只能制得小于10 nm的量子点.此法的优点是不使用有机溶剂,在水溶液中就能合成量子点,并且将量子点直接组装在含有中孔结构的纳晶薄膜上.5. 化学浴沉积法(CBD)化学浴沉积法是在相对温和的水相中合成量子点,它可以大面积的生产,绿色无污染，反应温度一般在50℃以下.沉积量子点的尺寸可以通过调控水浴温度和基底浸入时间来得到控制.合成方法一般是在阳离子化合物的溶液中加入络合剂,使得阳离子被完全络合，之后再加入阴离子络合物,在一定条件下,比如碱性条件等,络合物缓慢释放出的阳离子和阴离子相结合,形成量子点,随着时间的增加,颗粒会逐渐生长.这种制备方法操作简单,量子点可以在纳晶薄膜基底上直接生长,颗粒尺寸在10 nm以下,光谱吸收范围较宽,广泛的应用于量子点敏化纳晶薄膜太阳能电池中.6.电沉积法(EPD)电沉积法一般用三点极法,以甘汞作为参比电极,铂作为对电极,通以电流,使量子点沉积在光阳极上.这种制备方法的优点与化学沉积法类似,操作简单,量子点生长方便,尺寸小于10 nm,光谱吸收范围较宽,是目前实验室最成熟的量子点敏化电极的制备方法之一.量子点由于其三维的纳米尺寸而具有许多特殊性质,这些性质在太阳能电池材料的研究中具有重要意义,其多种多样的制备方法与修饰方法,各有千秋,却始终未能达到理想的足以媲美单晶硅太阳能电池和染料敏化太阳能电池的转化效率,所以研究量子点的改性与制备方法至今任有十分重要的意义.参考文献[1] Josep Albero,John N. Clifford,Emilio Palomares.Quantum dot based molecular solar cells[C].Tarragona,Spain:Institute of Chemical Research of Catalonia (ICIQ),2014:53-64.[2] 葛美英,刘玉峰,罗海瀚,黄婵燕,孙艳,戴宁.PbS量子点的化学制备及其太阳能光伏特性[J].红外与毫米波学报,2013,32(5):385-388.[3] 郭旭东,马蓓蓓,王立铎,高瑞,董豪鹏,邱勇.CdSe/ZnS量子点敏化太阳能电池电子注入与光伏性能表征[J].物理化学学报,2013,29(6):1240-1246.[4] 吴世康.激子的增殖与第三代太阳能电池[J].影像科学与光化学,2013,31(3):161-174.[5] Hyun Sung Kima,Kyung Byung Yoon.Preparation and characterization of CdS and PbS quantum dots in[C].Seoul,Republic of Korea:Korea Center for Artificial Photosynthesis,Sogang University,2014:239–256.[6] 田红叶,贺蓉,高峰,古宏晨.水相中合成CdSe量子点的研究[J].湘潭大学自然科学学报,2005,27(4):84-89.[7] 陈征,邓振波,周茂杨,吕昭月,殷月红,邹业,杜海亮,伦建超.CdSe量子点掺杂聚合物太阳能电池光谱响应特性研究[J].光谱学与分析光谱,2012,32(8):2214-2217.[8] 严兴茂,王庆康.CdSe/ZnSe/ZnS量子点在单晶太阳能电池中的应用[J].发光学报,2013,34(10):1358-1361.[9] 张金中,石建英.量子点在太阳能转化过程中的应用[J].上海第二工业大学学报,2014,31(1):1-9.[10] 吴春芳,魏杰.量子点敏化太阳能电池研究进展中出现的问题及其解决方案[J].功能材料,2013,44(1):1-10.。

量子点敏化太阳能电池研究进展

量子点敏化太阳能电池研究进展马娟，宋凤丹，陈昊，周运禄，齐随涛，杨伯伦(西安交通大学化工系，陕西西安710049)摘要：量子点敏化太阳能电池（quantum dot-sensitized solar cells, QDSSCs）由于其理论转化效率高（44%）、带隙可调、价格低廉和稳定性好等优点引起了广泛关注。

本文就QDSSCs的结构组成、工作原理、量子点（quantum dots, QDs）的合成方法、限制效率的因素以及优化方法等进行了综述，总结了量子点的两种合成方法即原位沉淀法和非原位沉淀法。

与此同时，分析了目前影响QDSSCs效率的主要因素，如电子-空穴对的复合、光阳极结构不完善、电解质性能不佳等，最后对如何提高QDSSCs光电转化效率的研究重点和方向进行了展望，指出可通过改性量子点敏化剂、优化光阳极半导体及改善量子点与半导体间的界面特性等方法提高转换效率。

关键词：量子点；光阳极；电解质；太阳能电池；转化效率中图分类号:TM914.4文献标识码：A文章编号：Progress in Quantum Dot-Sensitized Solar CellsMAJuan，SONG Fengdan，CHENHao，ZHOU Yunlu，QI Suitao，YANG Bolun(Department of Chemical Engineering，Xi’an Jiaotong University，Xi’an 710049，Shaanxi，China)Abstract: Quantum Dot-Sensitized Solar Cells (QDSSCs ) have been drawing much more attention due to their high efficiency, tunable band gap, low cast and good stability. This paper reviews the latest research progress in QDSSCs, including the structure of QDSSCs, the basic working principle of QDSSCs, the synthesis methods of quantum dots(QDs), the limiting factor of conversion efficiencyand the optimization methods. The two preparation methods of QDs are also summarized as in-situ synthesis and ex-situ synthesis. Meanwhile, the effects of the recombination of electrons and holes, defective structure of photoelectrode and deficient functions of electrolyte on the effecifiency of QDSSCs are analyzed, and the proposal for future research of QDSSCs is also outlined. Some measures to improve efficiency of QDSSCs including QDs modification, photoelectrode structure optimization and modification of the interface between QDs and photoelectrode are pointed out.Key words: Quantum dots; photoelectrode; electrolyte; solar cells; conversion efficiency太阳能电池发电是解决世界能源问题、促进经济发展、改善环境的重要途径之一。

量子点敏化太阳能电池研究进展中出现的问题及其解决方案

量子点敏化太阳能电池研究进展中出现的问题及其解决方案篇一：量子点太阳能电池量子点太阳能电池摘要：量子点太阳能电池属于第三代太阳电池，优异的特性使其保持器件性能的同时能大幅降低太阳能电池的制造成本，因而已成为当前的前沿和热点课题之一。

本文就量子点太阳能电池的基本原理，发展历史以及性能优化方案做了简单介绍，并对量子点敏化太阳能电池的发展做了阐述。

关键词：太阳能电池、量子点、性能优化、敏化太阳能电池是很有前景的可再生能源，有望解决日益加剧的能源危机。

一般来讲，太阳能电池基本上是一种大面积的不施加偏压的pn结器件。

当太阳光照射这种pn结器件时光能便转化为电能。

太阳能电池的主要参数包括短路电流（JSC)、开路电压（VOC)、填充因子（Fill Factor，FF)、量子效率（Quantum Efficiency)、串联电阻（RS）和并联电阻（RSh)等。

光能转化为电能的过程简单来讲大体包括载流子的光产生、载流子分离和载流子输运等三个主要阶段。

当一个光子碰撞太阳能电池有源层时，若光子能量小于有源层材料的禁带宽度时，光子从太阳能电池有源层中透射而过；当光子能量等于或大于有源层材料的禁带宽度时，光子被太阳能电池的有源层吸收，多余的能量将会转化为热能。

在太阳能电池中，载流子的分离存在两种主要方式：(1)载流子在电池内建电场作用下的漂移运动；(2)载流子在电池中由于浓度梯度的存在而产生的扩散运动。

在较厚的太阳能电池中由于在有源区不存在电场，载流子的主要分离方式是扩散，从而对于这些电池来说少数载流子的扩散长度必须要能与电池厚度相当。

在较薄的电池中，由于缺陷的大量存在少数载流子的扩散长度通常很短，因此载流子的主要分离方式是在内建电场作用下的漂移运动。

太阳能电池的n型半导体端和P型半导体端通过金属-半导体欧姆接触的方式形成两端电极，电极与外部负载相连。

在电子-空穴分离后，如果载流子还未到达两端电极，它们将主要通过扩散的方式在中性区运动。

TiO2基量子点敏化太阳能电池光电转换性能研究共3篇

TiO2基量子点敏化太阳能电池光电转换性能研究共3篇TiO2基量子点敏化太阳能电池光电转换性能研究1随着全球能源需求的不断增长和化石能源的有限性，利用可再生能源已成为解决能源问题的主要途径。

太阳能电池作为一种有效的可再生能源利用技术，吸引了广泛的关注。

其中，钙钛矿太阳能电池因其高光电转换效率和良好的稳定性，成为当前太阳能电池领域的研究热点。

钙钛矿太阳能电池的核心是光敏染料，而TiO2作为光电转换层的常见材料之一，是大多数光敏染料所用的基础材料。

然而，TiO2基太阳能电池存在着光吸收范围窄、电荷分离率低、光电转换效率不高等问题。

此外，传统TiO2粒子的大小对光敏染料的光吸收和电荷分离产生了制约。

为了解决这些问题，近年来，研究人员提出了一种新型的太阳能电池——TiO2基量子点敏化太阳能电池。

TiO2基量子点敏化太阳能电池是一种采用纳米级量子点敏化TiO2电极的太阳能电池。

量子点具有尺寸小、光谱特性可调、光吸收强度高等优点，能够显著提高太阳能电池的光电转换效率和性能稳定性。

在TiO2基量子点敏化太阳能电池中，量子点作为敏化剂，通过光激发产生电子-空穴对，从而促进了电荷的分离和传输，从而大大提高了太阳能电池的效率和稳定性。

在TiO2基量子点敏化太阳能电池的制备中，主要涉及到量子点的制备和修饰、TiO2电极的处理和组装等方面。

其中，量子点的制备方法包括热分解法、微乳液法、共沉淀法等，而修饰方法则包括表面修饰、离子掺杂等。

在TiO2电极的处理和组装方面，常用的方法包括涂覆、浸渍、喷雾等多种方法。

近年来，研究人员对TiO2基量子点敏化太阳能电池进行了广泛的研究。

研究表明，TiO2基量子点敏化太阳能电池具有以下优点：首先，量子点的尺寸可以控制在纳米级别，使其具有更好的量子效应和光电性能；其次，量子点的光吸收范围更广，能够更有效地吸收太阳能；最后，量子点与TiO2之间存在很强的电子转移效应，能够促进电荷的分离和传输，从而大大提高了太阳能电池的效率。

《CuInS2基量子点太阳电池光阳极制备及敏化特性研究》范文

《CuInS2基量子点太阳电池光阳极制备及敏化特性研究》篇一一、引言随着能源需求不断增长和环境问题的加剧，寻找新型的可持续能源解决方案至关重要。

在众多的新能源中，太阳能因资源丰富、清洁环保等优点，受到了广泛的关注。

太阳电池技术是利用太阳能的主要方式之一，而量子点太阳电池以其高效的能量转换效率及潜在的低成本制造技术成为近年来的研究热点。

本文将主要探讨CuInS2基量子点太阳电池的光阳极制备及其敏化特性研究。

二、CuInS2基量子点太阳电池光阳极制备1. 材料选择与制备方法CuInS2基量子点太阳电池的光阳极制备主要涉及材料的选择和制备方法。

首先，选择合适的CuInS2量子点材料是关键。

这些材料具有较高的光吸收系数和良好的电子传输性能，对于提高太阳电池的效率至关重要。

制备方法通常包括化学浴沉积法、溶胶-凝胶法等。

2. 制备过程光阳极的制备过程主要包括基底处理、量子点溶液的制备和涂覆等步骤。

首先，对基底进行清洗和处理，以获得良好的表面性质。

然后，制备CuInS2量子点溶液，通过旋涂、喷涂等方法将量子点涂覆在基底上，形成光阳极。

三、敏化特性研究1. 敏化机制CuInS2基量子点太阳电池的敏化机制主要依赖于量子点的特殊光学性质。

量子点具有较大的比表面积和较高的光吸收系数，能够有效地吸收太阳光，并将光能转化为电能。

此外，量子点的能级结构与太阳电池的能级结构相匹配，有利于电子的传输和收集。

2. 敏化效果评价敏化效果的评价主要通过测试太阳电池的光电性能参数，如开路电压、短路电流、填充因子和能量转换效率等。

通过对比不同制备方法和条件下的太阳电池性能，可以评估CuInS2基量子点敏化效果。

四、实验结果与讨论1. 实验结果通过制备不同条件的CuInS2基量子点太阳电池光阳极，我们得到了不同的光电性能参数。

实验结果表明，适当的量子点浓度、涂覆方法和退火温度等制备条件对太阳电池的性能具有重要影响。

2. 讨论在实验过程中，我们发现CuInS2基量子点的尺寸、形状和分布等因素也会影响太阳电池的性能。

基于量子点的太阳能电池的研究及其性能分析

基于量子点的太阳能电池的研究及其性能分析如今的社会，发展越来越快，科技也越来越成熟。

能源问题一直是人类面临的难题之一，如何利用太阳能这一稳定的可再生能源成为了各国研究的重点。

而基于量子点的太阳能电池，则是近年来备受关注的新型太阳能电池。

本文将就基于量子点的太阳能电池的研究及其性能进行一些探讨。

一、基于量子点的太阳能电池的概念和原理1. 概念：基于量子点的太阳能电池是一种新型的光电转化设备，它是利用量子点的特殊物理和化学性质，以半导体为载体的太阳能电池。

基于量子点的太阳能电池中，通过将量子点嵌入半导体薄膜中，使得它们能够吸收太阳能，从而充当半导体的激发器，并将光能转化为电能。

2. 原理：基于量子点的太阳能电池，是通过利用量子点的特殊物理和化学性质来实现强化光电转化效果的。

其基本原理如下：（1）利用量子效应：基于量子点的太阳能电池，利用的就是单个或少数量子点的特殊量子效应。

这种量子效应只有在量子点的尺寸小于其束缚波长时才会出现。

在这种情况下，量子点呈现出独特的光电学性质，具有非常高的光电转化效率。

（2）通过数量控制调节物理特性：不同数量的量子点可以调节不同的物理特性，特别是光电学特性。

通过数量控制，可以达到调节物理特性的目的。

（3）提高光谱利用率：基于量子点的太阳能电池由于特殊的光谱利用方式，能够提高光谱利用率，增加太阳能光谱的覆盖面积，提高光电转化的效率。

二、基于量子点的太阳能电池的性能分析1. 优点：（1）光电转化效率高：相比于传统太阳能电池，基于量子点的太阳能电池光电转化效率更高，因为它利用了量子点的特殊物理性质，能够强化光电转化效果。

（2）光度响应窄：基于量子点的太阳能电池光度响应窄，能够很好地充分利用太阳光谱的能量，从而提高其转化效率。

（3）灵活性和可控性强：基于量子点的太阳能电池，可以通过调节量子点的大小、形态以及种类等方法来实现不同光学参数的调节，具有非常好的灵活性和可控性。

2. 局限性：（1）研究难度大：基于量子点的太阳能电池研究需要实现量子点与半导体接触的良好性质以及光电性质的优化调控，这些都需要很高的技术水平和实验经验。

量子点太阳能电池的研究与优化

量子点太阳能电池的研究与优化随着全球能源需求的不断增长，需要更高效、更环保、更经济的能源解决方案。

在众多可再生能源中，太阳能作为最为广泛和可利用的能源之一，逐渐成为人们重视的焦点。

然而，传统的硅太阳能电池存在效率低、破损后难以修复、成本高等缺陷，制约了其发展。

量子点太阳能电池（Quantum Dot Solar Cells, QDSC）的出现，为致力于提高太阳能利用效率的研究者们提供了更大的空间和潜力。

本文将着重探讨目前量子点太阳能电池的研究现状、优势和未来的发展方向。

1. 量子点太阳能电池的研究现状QDSC利用量子点材料的光电、光致电子等特性，将太阳光转化为可用的电子能量。

与传统硅太阳能电池相比，QDSC具有许多优势。

首先，量子点可以调控它们的尺寸，粒径不同可以吸收不同波长的太阳光，因此可以最大化太阳能的利用效率。

其次，QDSC具有较高的太阳能光电转换效率，因为它们几乎可以在太阳光的整个可见光区域内吸收光能。

第三，QDSC可以根据需要接受定制化制备，可以以较低的成本制造。

然而，QDSC的研究也面临着一些挑战。

首先，量子点材料的稳定性仍然是一个难题，特别是在长时间曝光在阳光下后，可能会发生氧化、分解等反应，从而导致其发电效率降低。

另外，当前多数QDSC还是由稀有、昂贵的材料制成，成本高仍是制约其广泛应用的主要因素。

2. 优化与提高QDSC的能量转换效率在QDSC的优化研究中，提高能量转换效率是首要任务。

一个有效的方法是采用纳米结构设计，通过改进电池结构、更好地捕获电子、减小电荷充移阻力、提高固体电解质性能等方法，从而提高电池的光电转换效率。

科学研究人员也尝试采用不同种类的二元、三元化合物将太阳光转化为电能。

比如，利用CuInS2和ZnS合成的CuInS2-ZnS量子点的复合材料，光电转换效率可以高达7.1%，比传统量子点材料的6.3%更高。

另外，基于太阳能电池的能量转换原理，研究人员不仅可以将量子点嵌入到纳米粒子材料中，还可以采用多晶硅或非晶硅等其他新材料来制造QDSC。

量子点敏化太阳能电池研究进展文档解析

量子点敏化太阳能电池研究进展摘要：量子点敏化太阳能电池(QDSCs)因其制备成本低、工艺简单及量子点(QDs)本身的优异性能(如尺寸效应、多激子效应)等优点，近年来受到广泛关注。

在此类电池中，无机半导体量子点敏化剂作为吸光材料，其自身的光电性质、制备方法、表面缺陷、化学稳定性及其在TiO2光阳极上的敏化方法等是影响电池性能的关键。

本文综述了无机半导体量子点敏化剂(包括窄带隙二元量子点、多元合金量子点及Type-II核壳量子点)的最新研究进展，重点介绍了胶体量子点的制备方法；分类阐释了量子点在TiO2光阳极表面的沉积与敏化方法，特别是双官能团辅助自组装吸附法；总结了针对提高电子注入效率和减少复合的量子点表面修饰方法；最后简要介绍了QDSCs的电解质和对电极的研究进展。

关键词：量子点敏化太阳能电池；无机半导体量子点；胶体量子点；双官能团辅助自组装；表面修饰Progress in Quantum Dot-Sensitized Solar Cells Abstrac t:Quantum dot-sensitized solar cells (QDSCs) have attracted much attention in the past few yearsbecause of the advantages of quantum dots (QDs), including low cost, easy fabrication, size-dependence bandgap, and multiple exciton generation (MEG). The properties of QD sensitizers influence the performanceof QDSCs, such as their photoelectric characteristics, preparation methods, surface defects, chemical stability,and their sensitization towards TiO2 photoanodes. This review demonstrates the development of QD sensitizers, including narrow bandgap binary QDs, ternary or quaternary alloyed QDs, and Type-II core-shellQDs, especially the preparation methods of colloidal QDs. Furthermore, the deposition and sensitization methods of QDs are introduced in detail, particularly bifunctional-assisted self-assembly deposition.Meanwhile, methods to improve electron injection efficiency and reduce charge recombination are also summarized. Finally, a brief introduction is provided to the development of electrolytes and counter electrodes in QDSCs.Key Words:Quantum dot-sensitized solar cell;Inorganic semiconductor quantum dot;Colloidalquantum dot; Bifunctional-assisted self assembly; Surface treatment1 引言太阳能电池是一种利用光伏效应或光化学效应将太阳能转化为电能的能量转换形式。

《量子点敏化太阳能电池研究3700字》

量子点敏化太阳能电池研究综述目录量子点敏化太阳能电池研究综述 (1)1.1 量子点敏化太阳能电池的研究状况 (1)1.2 量子点敏化太阳能电池的优点 (1)（1）限域效应 (1)（2）表面效应 (2)（3）尺寸效应 (2)（4）多激子效应 (2)1.3 制备量子点 (2)（3）自组装法 (3)1.4 量子点敏化太阳能电池的组成 (3)（1）光阳极 (3)（2）电解质 (3)（3）对电极 (4)1.3 提升量子点敏化太阳能电池性能措施以及未来发展方向 (4)1.1 量子点敏化太阳能电池的研究状况量子点敏化太阳能电池的构成大致和染料敏化太阳能电池相同，仅用量子点替换染料。

在2001年第一界光伏结构国际研讨会上，M.Grätzel及其团队提出了量子点敏化二氧化硅的概念。

于是，量子点敏化太阳能电池开始被各国科学家们广泛关注。

伴随着量子点敏化太阳能电池的不断发展，其光电转换效率也越来越好，因此研究此课题的人数也不断增加。

这样的良性循环使得量子点敏化太阳能电池的发展十分迅速，从10年至18年短短8年间，光电转换从开始的不足5%到后面的超过12%，并且作为量子点敏化太阳能最核心的组成部分光阳极近些年也在飞速的发展着，未来发展十分可观。

我国近些年在量子点敏化太阳能电池方面也实现突破性进展，华东理工大学钟新华教授及其团队于2016年一举突破了电池大规模产量化难以达到10%的瓶颈。

仅仅一年后该课题组又尝试改进对电级，并获得了巨大的成功，认证效率达到了惊人的12.07，属于世界顶尖水平。

1.2 量子点敏化太阳能电池的优点量子点敏化太阳能电池和染料敏化太阳能电池大体上差别在于量子点和染料制备及其性质上的差异。

因此相比而言，优势大致体现在量子点的性质上：（1）限域效应构成量子点尺寸过大时，此时激子难以被形成，连续的带状成为电子能级所表现的状态，也可以说构成这样的能级带状为数不清的能级间隔十分微小的电子能级。

而当量子点尺寸过小时，此时电子周围的空间十分有限，这就导致了电子的自由里程被压缩的很小，此时十分有利于激子的产生，并伴随着激子吸收带的出现。

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最常用的吸光剂是ＣｄＳｅ，而且用ＣＢＤ或者ＳＩＬＡＲ的方法在ＴｉＯ上生长的ＣｄＳｅ由于尺寸的不可控，其尺寸已经相当于块体材料，所以其出现吸收的起始位置
Ｔ
吴春芳等：量子点敏化太阳能电池研究进展中出现的问题及其解决方案
３
的电子数目减少，见图４（ａ），所以通常采用纳米ＴｉＯ颗粒制备的ＴｉＯ膜的厚度不宜过大；当采用ＴｉＯ。纳米管时，电子一直在一维方向的纳米管中传输，复合几
图４电子在ＴｉＯ。颗粒或纳米管中的传输
Ｆｉｇ４ＥｌｅｃｔｒｏｎｔｒａｎｓｐｏｒｔｔｈｒｏｕｇｈＴｉＯ２ｐａｒｔｉｃｌｅａｎｄＴｉＯ２ｎａｎｏｔｕｂｅｆｉｌｍｓｍｏｄｉｆｉｅｄｗｉｔｈＣｄＳｅｑｕａｎ—
３ＱＤ的吸光范围
ＱＤＳＣ中使用到的吸光剂主要是 Ⅱ一 Ⅵ组化合物ＣｄＳ、ＣｄＳｅ和ＣｄＴｅ或者其中几种ＱＤ的联合使用。作为ＱＤ材料，当其尺寸小于激子波尔半径时，其尺寸的变化是会伴随着带隙的变化，从而改变着ＱＤ吸收太阳光的起始位置。ｙｕＥ文中给出了ＱＤ的尺寸与其第一吸收峰位置的关系，见式（２）、（３）和（４），其中Ｄ（ｎｍ）为ＱＤ的尺寸大小（以球形为例，Ｄ代表着直径），（ｎｍ）是此ＱＤ的第一吸收峰波长。
ｇ
ｃｉｅｎｃｙｏｆＱＤＳＣｗｉｔｈｏｒｗｉｔｈｏｕｔＺｎＳｌａｙｅｒｎ盯ｎ
电池效率（）
．．
ａ
ｅ
无ＺｎＳ０．６７… ］０４２］ＩＩ２［
．
０９［］２９］１５Ｆ２］
ＣｄＴｅ：Ｄ＝＝＝（９．８１２７× １０）。一（１．７１４７× １０）Ａ＋（１．００６４）一（１９４．８４）ＣｄＳｅ：Ｄ一（１．６１２２× １０）一（２．６５７５× １０）。＋（１．６２４２× １０）。一（０．４２７７）＋（４１．５７）ＣｄＳ：Ｄ一（一６．６５２１× １０）。＋（１．９５５７× １０）一（９．２３５３× １０）＋（１３．２９）
（２）（３）（４）
ｔｕｎｒｄｏｔｓ（ａｄａｐｔｅｄｗｉｔｈｐｅｒｍｉｓｓｉｏｎｆｒｏｍ￣Ｊ］．Ｊ
ＡｍＣｈｅｍＳｏｃ，２００８，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ１３０（１２）：４００７．Ｃｏｐｙ一
通过这组公式计算得到几种典型的吸收波长对应的ＱＤ的尺寸见表２所示。
表２ＱＤ尺寸与其吸收位置
ＣｄＳ作为ＱＤＳＣ中的吸光剂使用时的显著缺陷是不能吸收波长长于５００ｎｍ的入射太阳光，所以在ＱＤＳＣ中
．．
．
（ａ）ＯＴＥ／ＴｉＯ２ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ
（ｂ）Ｔｉ／ＴｉＯ２ｎａｎｏｔｕｂｅｓ
有ＺｎＳ
１．６
０．９
２．Ｏ２
１．５
３．７
１．９２
～
率降低，电子的收集效率增加。
ｌ藿
ＦＴＯ上制备１层致密的ＴｉＯ阻挡层来抑制ＦＴＯ上 ∞
的电子与电解质的复合。。表１ＱＤＳＣ中有或无ＺｎＳ钝化层时其效率的对比ｍ
ＴａｂｌｅｌＣｏｍｐａｒｓｉｏｎｏｆｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｅｆｆｉ
ｒｉｇｈｔ（２００８）ＡｍｅｒｉｃａｎＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ）
一
般来说，对于使用多硫电解质的ＱＤＳＣ，与电解
质和ＱＤ相关的电荷复合过程对电池光伏性能影响较大，实验结果表明，在ＴｉＯｚ／ＱＤ之后再覆盖１层ＺｎＳ钝化层，可以显著抑制电荷复合，从而提高电池的能量
转换效率，实例见表１。原因是ＺｎＳ层钝化了ＱＤ表面的缺陷，使得与ＱＤ表面态缺陷相关的复合降低；ＺｎＳ层是ＣｄＳｅ和电解质界面的势垒，因为ＺｎＳ的带隙３．８ｅＶ大于ＣｄＳｅ的，因此，电子从ＣｄＳｅ向电解质的泄漏会减少。除了ＺｎＳ，ＳｉＯ。也可起到同样的阻挡作用。对于光阳极上收集效率的提高，可以通过在