噻吩功能聚合物/无机半导体量子点染料敏化太阳电池的研究

CdS、CdSe、PbS和PbSe等无机半导体量子点具有高吸光系数、宽的吸收光谱、 能级可通过粒子尺寸调节(体积量子效应)的特性，以及良好的光化学稳定性等特点。基于这些量子点敏化二氧化钛的太阳电池具有潜在的高光电转化效率和低成本的优势。目前这类电池的转化效率低，器件稳定性差，主要源于无合适的电解质，以及电池内电荷复合。项目拟设计和合成一类双功能的噻吩聚合物，在其主链上引入巯基和羧基。聚合物通过羧基与二氧化钛表面羟基作用吸附在纳米多孔二氧化钛表面，无机量子点则通过巯基鳌合实现单层量子点在二氧化钛表面的组装，从而促进量子点的有效覆盖和提高单层量子点膜的稳定性；另一方面由于共轭聚合物的存在可改善单层量子点膜和二氧化钛之间电荷传输效率,抑制电池内的电荷复合，提高器件的光电转化效率。另外，采用聚噻吩类的空穴传输材料取代目前常用的液体电解质,改善量子点敏化太阳电池的稳定性能。

CdS、Cdse、PbS和PbSe等无机半导体量子点具有高吸光系数、吸收光谱和能级可通过粒子尺寸调节(体积量子效应)，以及高的光化学稳定性等特点，基于无机半导体量子点敏化太阳能电池具有潜在的高光电转化效率和低成本的优势。项目拟设计和合成一类双功能的聚合物，该聚合物以聚噻吩为基底，在其主链上引入巯基和羧基。该聚合物通过羧基以单分子层方式吸附在纳米多孔二氧化钛表面，无机量子点通过巯基鳌合实现单层量子点在二氧化钛表面的组装和敏化，从而一方面提高量子点的有效覆盖和单层量子点膜的稳定性，另一方面由于共轭聚合物的存在可望改善单层量子点膜和二氧化钛之间电荷传输效率,抑制电池内的电荷复合，提高器件的光电转化效率。另外，采用聚噻吩类的空穴传输材料取代目前研究的液体电解质,改善量子点敏化太阳能电池的稳定性能。