研究目的

染料敏化太阳能电池由于具有制备简便，廉价高效等有点而被广泛研究。量子点敏化剂与传统染料相比更是具有价廉稳定的优点。因此，量子点敏化太阳能电池作为第三代太阳能电池受到了诸多关注。然而，制备量子点敏化太阳能电池的技术还不够纯熟，其实际转化效率仍然较低，要想实现大规模生产和实际应用，还需要通过不断的探索创新来提高其转化效率。本论文在已有的研究基础上利用铜铟硫与还原氧化石墨烯复合所得的对电极组装成电池后探究能够得到的最优实际转化效率。

研究内容

（1）采用水热法，以钛酸四正丁酯为前驱体制备TiO2胶体及TiO2微球并用其制备TiO2薄膜电极。

（2）采用离子交换法对TiO2膜CdS/CdSe共敏化。配制0.1M的Cd(NO3)2的乙醇溶液和0.1M的Na2S的甲醇溶液采用离子交换法（CBD）进行量子点的敏化。此后配置0.1M Cd(NO3)2溶液和0.1MNa2SeSO3溶液进行二次沉积。

（3）在量子点敏化的基础上，采用离子交换法（CBD）浸覆一层ZnS钝化层。一方面ZnS本身就可以起到量子点的作用，另一方面也可以减轻电解液对CdS量子点的损伤，从而提高电池的转换效率。

（4）采用水热法制备花状CuInS2。

（5）热还原法制备RGO。

（6）设置两组实验，一组用CuInS2乙醇溶液旋涂在FTO制备对电极，另一组在CuInS2乙醇溶液中加入RGO制备对电极。

（7）封装电池，并采用SEM、XRD、EIS、Tafel等分析测试手段，对产品的形貌和结构进行表征。

本文主要采用水热合成法制备花状CuInS2，并将其与RGO复合制备成对电极，同时采用采用水热法制备TiO2胶体及TiO2微球涂覆到FTO导电玻璃上，采用离子交换法对TiO2膜CdS/CdSe共敏化形成光阳极，并在电解质的作用下，组装成量子点敏化太阳能电池。讨论了RGO对CuInS2对电极的影响。最终得到的结论是：

对复合RGO的CuInS2对电极敏化电池和未复合RGO的CuInS2对电极敏化电池进行J-V测试和EIS、Tafel测试，比较两者的光电性能相进行，结果表明在最优条件下复合RGO的CuInS2对电极具有较小的电阻和同一电压下具有较大的电流密度，说明在CuInS2对电极中加入RGO对提高电池的转换效率方面有很大的潜力。该CuInS2/RGO对电极与TiO2共敏化CdS/CdSe光阳极组装成的电池其短路电流密度可达18.8mA /cm2, 开路电压为0.514V，填充因子为0.498，光电转换效率高达4.81%。