● 摘要
太阳能的转化和利用已经成为当今社会解决能源危机和环境问题最理想的途径之一，因此受到全球科学工作者的关注。量子点敏化太阳电池因其安全可靠、制备简单、成本低廉、理论效率高以及电池可设计性强等诸多优点，被认为是极具研究潜力和广阔应用前景的第三代太阳能光电转换器件。目前量子点敏化太阳电池的光电转换效率已达到8%，但离大规模的量产应用还有很大一段距离。本论文用简单的方法制备不同性质的Cu2S及其复合物材料，获得具有良好导电性和优异催化活性的对电极，使得CdS/CdSe复合敏化太阳电池的光电性能和稳定性得以显著提高。
本论文的主要研究工作：（1）对CdS/CdSe复合敏化太阳电池的光阳极制备过程进行改性修饰，得到最佳的制备工艺条件。本论文主要研究了CdS/CdSe沉积次数等对电池光电性能的影响。实验表明，当PS球和P25质量比为4%，CdS/CdSe沉积层数为5/7次时，得到最高的电池光电转换效率；（2）用热分解法制备不同比例组成的GP-Cu2S复合对电极。对使用不同组成的复合对电极的电池进行SEM，EDS，XPS和光电性能测试等一系列表征手段。实验表明：GP-Cu2S复合对电极能显著提高对电极的导电性能和催化活性，提高量子点太阳电池的光生电流密度和光电转换效率。其中GP-3Cu2S比例的复合对电极的电池光电性能最好，相比于传统Pt电极，电池的光电性能得到显著提高；（3）用离子交换法在预先制备的FTO纳米颗粒上吸附Cu2S纳米颗粒，制备FTO@Cu2S复合对电极，这种方法制备的对电极可以有效降低电池的内部串阻，增大电池的填充因子。这种方法制备的对电极性能要差于热分解法制备的GP-Cu2S对电极，主要原因是由于目前离子交换所吸附的Cu2S量不足，FTO膜的质量和性能还需要进一步改善。