本实验以钛酸四丁酯为原料合成TiO2纳米微粒，利用水热法合成TiO2微球，制成TiO2双层薄膜光阳极。利用连续离子层吸附与反应的方法沉积 CdS／CdSe量子点，并组装成CdS／CdSe量子点敏化太阳能电池。得到的双层薄膜光阳极电池的光电转换效率为4.50%，比单层薄膜光阳极电池增加了24.7%。这是由于TiO2微球具有大的比表面积和介孔结构，增加了TiO2-HS散射层后，量子点吸附和俘获能力大大增强，有利于量子点反复激发并产生更多的光电子，使光电转换效率增加。

论文研究的目的及内容

染料敏化电池自90年代以来有了长足的发展，但在走向实用化的道路上仍有许多不足之处，尤其是光能转化效率迟迟得不到较大提高。量子点是三维尺寸都足够小的纳米材料，为新一代太阳能电池，量子点敏化太阳能电池具有成本低廉、制作工艺简单、理论转化效率高的优点，但目前的转化效率不高，还有很大的研究空间和发展前景。尽管目前量子点敏化太阳能电池的光电转化效率还不高，但是人们对QDSSC这一新兴电池的研究兴趣正在持续增长。许多材料的量子限制效应还未探明，还需要进一步探索和充分利用，新型量子点半导体材料的开发对于提高光电转换效率具有重要的意义。此外，比表面积大且导电性好的光阳极材料的制备，量子点对光阳极覆盖度的提高，以及电子复合机理研究与表征也将成为量子点敏化太阳能电池研究领域的热点。

研究内容：

(1)以钛酸四正丁脂为钛源制备TiO2纳米颗粒并用其制备TiO2纳米颗粒光阳极。

(2)采用水热法，制备二氧化钛微球并和TiO2纳米颗粒一起制备双层结构的光阳极。

(3)量子点敏化过程。配置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（SILAR）进行CdS量子点的敏化。此后配置0.1M Cd(NO3)2溶液和0.1MNa2SeSO3溶液，同样采用离子交换法进行CdSe量子点的敏化，得到CdS/CdSe共敏化的TiO2光阳极。

(4)在量子点敏化的基础上，再采用离子交换法（SILAR）浸覆一层ZnS。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。并采用FESEM、TM、XRD、UV-Vis、漫反射、EIS等分析测试手段，对产品的形貌和结构进行表征。