1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

薄膜太阳能电池（thin film solar cell）最大特点是其光吸收和电荷分离传输是分别由不同的物质完成的，光吸收是靠吸附在纳米半导体表面的染料来完成，半导体仅起电荷分离和传输载体的作用。薄膜太阳能电池的最大优势是电荷传输是靠多数载流子来实现电荷传导，不存在传统p-n结太阳电池中少数载流子和电荷传输材料表面复合等问题，因而其制备过程简单，对环境要求不高。

在一般的半导体太阳能电池中由碰撞电离引起的多个电子空穴对的形成对于提高量子 产能并没有多重要的贡献， 这主要是因为只有在光子的能量达到光谱的紫外区才会有可观的 碰撞电离效应，而大多数半导体无法满足要求，原因有两个，一个是晶体的动量守恒，另外 是碰撞电离的比率必须和由电子-声子散射引起的能量弛豫的比率接近。 在量子点体系中三维限制效应会形成分裂的量子化能级， 能有效地减慢电声子的相互作 用。而且对于三维限制载流子，由于动能不再是一个好量子数，因此跃迁过程也不必满足动 量守恒，这样碰撞电离效应可得到增强，热电子可产生多个空穴对，因此称为多电子产生。 多电子产生现象在不少纳米晶体中有报道，如 pbse、pbs、pbte 和 cdse 等。但目前实 验研究中， 基于量子点的光转换器件的量子产能还不理想。 量子点多激子增强效应机制尚处 于研究阶段。 量子点中间带太阳能电池 太阳能电池的机理 1.2 量子点中间带太阳能电池的机理 中间带材料是在传统半导体材料的价带和导带之间存在一个中间带。由于中间带的形 成，电子会从价带跃迁到中间带，以及从中间带跃迁到导带，使低于带隙能量的光子也能够 对电池的光电流产生贡献。 中间带可通过尺寸为纳米量级的半导体量子点镶嵌在三维的宽带 隙半导体材料中来实现#8212;量子点为势阱， 宽带隙半导体为势垒。 通过调制阱宽可实现不同的 [2] 量子限制效应；改变能级分裂的距离，可以形成不同的带隙宽度。 在中间带太阳能电池需要解决的基本问题中， 最关键的是光的有效吸收问题。 为了使光 子有最大能量输出的同时使载流子的热损失最小， 具有一定能量的光子应首先被相应的最宽 的能隙吸收(不同带隙主要吸收与能隙宽度相近能量的光子，避免高能量的光子被窄能带先 吸收)，同时要求价带到导带的吸收系数比价带到中间带的吸收系数大，价带到中间带的吸 收系数比中间带到导带的吸收系数大。 其次是要求中间带必须是半满的， 且应有足够的电子 空穴对浓度， 能够满足电子从价带到中间带的跃迁和中间带到导带跃迁的要求。 上述要求在 实验上是不容易满足的， 因此寻找满足上述要求的中间带材料是实现高效中间带太阳能电池 的关键之一。 量子点太阳能电池研究内容介绍

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

半导体薄膜电极是一种适用于染料敏化太阳能电池，量子点太阳能电池中的光电极材料，而新一代的太阳能电池是续硅材料太阳能电池之后又一新材料电池，与传统电池相比较，薄膜太阳能电池制造成本低，工艺流程简单，弱光性好，是未来太阳能电池的主要方向。本课题主要研究以下两方面的问题：

（1）有不同的前驱体用来探索在水热法下对薄膜太阳能电极的影响。

（2）在不同形貌的薄膜太阳能电极对组装太阳能电池的效率的影响。