【摘要】：介紹量子點(diǎn)敏化太陽能電池的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì),針對(duì)光陽極改性來提高量子點(diǎn)敏化太陽能電池轉(zhuǎn)化效率的方法,從半導(dǎo)體薄膜、量子點(diǎn)共敏化、量子點(diǎn)摻雜3個(gè)方面綜合分析光陽極的研究進(jìn)展和相關(guān)技術(shù)。根據(jù)制約電池效率的主要因素,提出量子點(diǎn)敏化太陽能電池的未來發(fā)展趨勢(shì),包括繼續(xù)優(yōu)化光陽極半導(dǎo)體薄膜的組成及結(jié)構(gòu)、探索新型的寬光譜響應(yīng)量子點(diǎn)以及發(fā)展高效的界面修飾技術(shù)等。
【圖文】：

第４５卷第８期量子點(diǎn)敏化太陽能電池光陽極的研究進(jìn)展效率是研究學(xué)者重點(diǎn)關(guān)注的課題。本文主要介紹了目前國內(nèi)外對(duì)量子點(diǎn)敏化電池光陽極的研究進(jìn)展，以及提高量子點(diǎn)敏化太陽能電池效率的方法，，并對(duì)此提出了展望。１量子點(diǎn)敏化電池的結(jié)構(gòu)及原理量子點(diǎn)敏化太陽能電池的結(jié)構(gòu)與染料敏化太陽能電池相似，是由光陽極、電解液和對(duì)電極３部分組成的三明治結(jié)構(gòu)，如圖１所示。在透明導(dǎo)電基底上制備氧化物半導(dǎo)體薄膜，然后再將量子點(diǎn)沉積在薄膜表面，構(gòu)成ＱＤＳＳＣｓ光陽極。在光陽極中，量子點(diǎn)捕獲太陽光后電子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)量子點(diǎn)將電子注入到半導(dǎo)體的導(dǎo)帶中，半導(dǎo)體導(dǎo)帶中的電子傳到背部的導(dǎo)電玻璃，運(yùn)輸?shù)酵怆娐分�，圖２為量子點(diǎn)敏化太陽能電池的工作原理圖。對(duì)電極材料的主要作用是吸收電路中的電子，并還原電解質(zhì)，目前常用的對(duì)電極有Ｐｔ、碳材料以及以Ｃｕ２Ｓ為代表的硫化物等。電解質(zhì)通過氧化／還原作用，平衡量子點(diǎn)中的空穴和對(duì)電極上的電子，被還原的量子點(diǎn)光敏化劑可以再次得到重生，再次吸收光子產(chǎn)生電子，最常用的電解質(zhì)是多硫電解質(zhì)（Ｓ２－／Ｓ２－ｘ）溶液，此外也有研究使用Ｉ３－／Ｉ－作為電解質(zhì)。圖１量子點(diǎn)敏化太陽能電池結(jié)構(gòu)示意圖Ｆｉｇ．１ＳｔｒｕｃｔｕｒｅｄｉａｇｒａｍｏｆＱＤＳＳＣｓ量子點(diǎn)的合成可以分為原位沉積法和非原位沉積法兩種。原位沉積包括化學(xué)浴沉積法（ＣｈｅｍｉｃａｌＢａｔｈＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＣＢＤ）和連續(xù)離子層吸附與反應(yīng)法（Ｓｕｃ－ｃｅｓｓｉｖｅＩｏｎｉｃＬａｙｅｒＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄＲｅａｃｔｉｏｎ，ＳＩＬＡＲ）等，原位沉積是將半導(dǎo)體薄膜浸泡在含有量子點(diǎn)陰陽

化電池光陽極的研究進(jìn)展，以及提高量子點(diǎn)敏化太陽能電池效率的方法，并對(duì)此提出了展望。１量子點(diǎn)敏化電池的結(jié)構(gòu)及原理量子點(diǎn)敏化太陽能電池的結(jié)構(gòu)與染料敏化太陽能電池相似，是由光陽極、電解液和對(duì)電極３部分組成的三明治結(jié)構(gòu)，如圖１所示。在透明導(dǎo)電基底上制備氧化物半導(dǎo)體薄膜，然后再將量子點(diǎn)沉積在薄膜表面，構(gòu)成ＱＤＳＳＣｓ光陽極。在光陽極中，量子點(diǎn)捕獲太陽光后電子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)量子點(diǎn)將電子注入到半導(dǎo)體的導(dǎo)帶中，半導(dǎo)體導(dǎo)帶中的電子傳到背部的導(dǎo)電玻璃，運(yùn)輸?shù)酵怆娐分�，圖２為量子點(diǎn)敏化太陽能電池的工作原理圖。對(duì)電極材料的主要作用是吸收電路中的電子，并還原電解質(zhì)，目前常用的對(duì)電極有Ｐｔ、碳材料以及以Ｃｕ２Ｓ為代表的硫化物等。電解質(zhì)通過氧化／還原作用，平衡量子點(diǎn)中的空穴和對(duì)電極上的電子，被還原的量子點(diǎn)光敏化劑可以再次得到重生，再次吸收光子產(chǎn)生電子，最常用的電解質(zhì)是多硫電解質(zhì)（Ｓ２－／Ｓ２－ｘ）溶液，此外也有研究使用Ｉ３－／Ｉ－作為電解質(zhì)。圖１量子點(diǎn)敏化太陽能電池結(jié)構(gòu)示意圖Ｆｉｇ．１ＳｔｒｕｃｔｕｒｅｄｉａｇｒａｍｏｆＱＤＳＳＣｓ量子點(diǎn)的合成可以分為原位沉積法和非原位沉積法兩種。原位沉積包括化學(xué)浴沉積法（ＣｈｅｍｉｃａｌＢａｔｈＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＣＢＤ）和連續(xù)離子層吸附與反應(yīng)法（Ｓｕｃ－ｃｅｓｓｉｖｅＩｏｎｉｃＬａｙｅｒＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄＲｅａｃｔｉｏｎ，ＳＩＬＡＲ）等，原位沉積是將半導(dǎo)體薄膜浸泡在含有量子點(diǎn)陰陽離子的前驅(qū)液中，使量子點(diǎn)在半導(dǎo)體膜上成核、生長(zhǎng)的方法。原位沉積具有操作簡(jiǎn)單、覆蓋率高等優(yōu)點(diǎn)，采用該種方法制備量子點(diǎn)有較多的報(bào)道

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3 隋小濤;TAO Haizheng;LOU Xianchun;WANG Xuelai;FENG Jiamin;ZENG Tao;趙修建;;CdS Quantum Dots-sensitized TiO_2 Nanotube Arrays for Solar Cells[J];Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science Edition);2013年01期

4 倪萌,M K Leung,K Sumathy;太陽能電池研究的新進(jìn)展[J];可再生能源;2004年02期

【共引文獻(xiàn)】

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4 史繼富;黃啟章;萬青翠;徐雪青;李春生;徐剛;;硫基離子液體電解質(zhì)拓寬量子點(diǎn)敏化太陽能電池的應(yīng)用溫度范圍(英文)[J];物理化學(xué)學(xué)報(bào);2016年04期

5 常艷霞;;太陽能薄膜電池的制造技術(shù)革新[J];科技傳播;2016年07期

6 歐陽達(dá);侯創(chuàng);竇海林;;太陽能光伏發(fā)電建筑節(jié)能應(yīng)用與發(fā)展研究[J];知識(shí)經(jīng)濟(jì);2015年04期

7 吳紅軍;董維;王寶輝;馬越;洪美花;利希特·斯圖亞特;;太陽能光-熱-電化學(xué)耦合法理論及其化學(xué)利用新技術(shù)進(jìn)展[J];化工進(jìn)展;2014年07期

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9 李華僑;;對(duì)太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的研究[J];低碳世界;2013年22期

10 劉欣;;太陽能光伏發(fā)電技術(shù)及其應(yīng)用[J];電子制作;2013年18期

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

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8 馮金福;正常金屬-量子點(diǎn)-超導(dǎo)系統(tǒng)的共振隧穿[J];常熟高專學(xué)報(bào);2004年04期

9 喬毅;馮雪元;張家雨;崔一平;;量子點(diǎn)發(fā)光材料在多色照明上的應(yīng)用[J];照明工程學(xué)報(bào);2006年01期

10 宋紅巖;宋小龍;張愛芳;吳留坡;施耀銘;;振蕩磁場(chǎng)量子點(diǎn)中自旋流的交流響應(yīng)(英文)[J];Journal of Shanghai University(English Edition);2007年06期

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4 李佳涵;葛玉舒;田方方;樊婷;袁蓮;劉義;;微量熱研究量子點(diǎn)對(duì)線粒體代謝的影響[A];中國化學(xué)會(huì)第十五屆全國化學(xué)熱力學(xué)和熱分析學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要[C];2010年

5 何治柯;;小粒經(jīng)近紅外低毒水溶性量子點(diǎn)的合成及應(yīng)用研究[A];中國化學(xué)會(huì)第十屆全國發(fā)光分析學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2011年

6 賈金鋒;;全同金屬量子點(diǎn)的生長(zhǎng)與研究[A];2001年納米和表面科學(xué)與技術(shù)全國會(huì)議論文摘要集[C];2001年

7 張友林;曾慶輝;孔祥貴;;用于在體高靈敏檢測(cè)的量子點(diǎn)發(fā)光光纖生物傳感器[A];中國生物醫(yī)學(xué)工程進(jìn)展——2007中國生物醫(yī)學(xué)工程聯(lián)合學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2007年

8 王金嬡;王琛;付國;劉力;王桂英;;量子點(diǎn)的三維取向探測(cè)[A];2006年全國強(qiáng)場(chǎng)激光物理會(huì)議論文集[C];2006年

9 張家雨;崔一平;王志兵;;膠體量子點(diǎn)的電致發(fā)光研究[A];第十七屆十三�。ㄊ校┕鈱W(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)暨“五省一市光學(xué)聯(lián)合年會(huì)”論文集[C];2008年

10 原鳳英;蔣最敏;陸f ;;鍺硅雙層量子點(diǎn)耦合效應(yīng)的研究[A];第十六屆全國半導(dǎo)體物理學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2007年

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3 記者 曲照貴;天大首創(chuàng)零污染量子點(diǎn)合成工藝[N];中國化工報(bào);2013年

4 劉牧洋;我國量子點(diǎn)研究獲新突破[N];光明日?qǐng)?bào);2003年

5 王全楚;“量子點(diǎn)”熒光標(biāo)記初露端倪[N];健康報(bào);2005年

6 劉霞;科學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：量子點(diǎn)不是點(diǎn)[N];科技日?qǐng)?bào);2010年

7 記者 劉霞;量子點(diǎn)顯示屏或?qū)⒊芍髁鱗N];科技日?qǐng)?bào);2010年

8 劉霞;膠體量子點(diǎn)太陽能電池轉(zhuǎn)化效率創(chuàng)紀(jì)錄[N];科技日?qǐng)?bào);2011年

9 本報(bào)記者 于歡;納米技術(shù)全面升級(jí)LED[N];中國能源報(bào);2010年

10 記者馬艷紅;中科院化學(xué)所成功制備量子點(diǎn)熒光微球[N];中國醫(yī)藥報(bào);2005年

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3 王解兵;Ⅱ-Ⅵ族油溶性量子點(diǎn)的制備、修飾及應(yīng)用研究[D];上海交通大學(xué);2013年

4 李釩;高熒光碳量子點(diǎn)的制備及其應(yīng)用研究[D];中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院;2015年

5 周宏明;核殼型量子點(diǎn)的能帶結(jié)構(gòu)及其光學(xué)非線性[D];武漢大學(xué);2013年

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7 潘佳奇;半導(dǎo)體ZnSe量子點(diǎn)和碳量子點(diǎn)的制備及其應(yīng)用[D];蘭州大學(xué);2015年

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2 許智祥;熒光量子點(diǎn)的制備及應(yīng)用研究[D];華中科技大學(xué);2007年

3 李秀清;量子點(diǎn)的不同修飾方法對(duì)其與牛血清白蛋白的作用的影響[D];華中科技大學(xué);2007年

4 華曉鋒;量子點(diǎn)與生物分子的偶聯(lián)及其應(yīng)用[D];華中科技大學(xué);2006年

5 李玉丹;單電子隧穿耦合量子點(diǎn)的輸運(yùn)和光學(xué)性質(zhì)[D];山西大學(xué);2011年

6 何至青;水溶性量子點(diǎn)的制備與性能研究[D];武漢理工大學(xué);2012年

7 陳清愛;基于量子點(diǎn)的金屬離子檢測(cè)和碳點(diǎn)的制備及其發(fā)光研究[D];福建農(nóng)林大學(xué);2012年

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10 趙瀟;一種納米級(jí)碳量子點(diǎn)的合成、修飾、表征及生物學(xué)評(píng)價(jià)[D];華東師范大學(xué);2015年

本文編號(hào)：2558114