固態(tài)CdS-ZnS復合量子點太陽能電池研究.pdf

1、太陽能電池作為解決日益嚴重的能源枯竭問題和環(huán)境問題的重要手段，近年來受到廣泛關注。量子點太陽能電池具有成本低、穩(wěn)定性好、壽命長等優(yōu)勢，并且由于量子效應，它的理論效率可達到66％，具有很大的應用前景，得到了廣大科研人員的關注和研究。但目前量子點太陽能電池的效率還比較低，尤其是固態(tài)量子點敏化太陽能電池，主要原因是量子點在 TiO2納米顆粒表面的沉積量較少以及在電池的光陽極和電解質的界面處存在嚴重的電子空穴的復合。為了抑制復合，通常會在量子點

2、敏化的光陽極和固態(tài)電解質之間插入鈍化層來抑制界面處載流子的復合，從而提高電池效率。
　　本課題選用CdS量子點，制備了固態(tài)CdS量子點敏化太陽能電池。首先，對固態(tài) CdS量子點敏化太陽能電池制備的每一部分工藝進行了優(yōu)化，得到了0.33%的電池效率。然后使用傳統(tǒng)的鈍化層方法在 CdS量子點敏化光陽極后生長了ZnS鈍化層，得到 CdS/ZnS結構的電池，光電轉換效率提高到0.42%。但如果鈍化層超過合適的范圍，會阻礙載流子的傳輸，使電

3、池效率降低。因此，本論文提出了一種新的方法抑制固態(tài)量子點敏化太陽能電池中的載流子復合。CdS和 ZnS以一定的比例形成復合量子點吸附在納米TiO2表面，其中，CdS和ZnS分別作為光敏化劑和鈍化材料。通過研究發(fā)現(xiàn)，隨著ZnS的量增加，在TiO2和空穴傳輸層的界面處復合電阻會明顯增加，使得電池有更長的電子壽命、更高的光電流和光電轉換效率；但是當 ZnS過量時，電池的光電流和光電轉換效率都會下降，83% CdS和17% ZnS構成復合量子點