CdSe四脚状纳米晶体太阳能光伏器件研究

四脚状纳米晶体在异质结太阳能光伏器件中有着无可比拟的优势，因为它们的三维特性使得它们总是能"站立"在光伏膜里面，这就使得与空穴在空间上分离的电子能够"无障碍"地在下电极和上电极之间传导，从而大大提高器件的效率。本项目主要研究内容包括（1）将不同臂长的高产率的CdSe四脚状纳米晶体掺入到高分子多聚物中（如MEH-PPV，OC1C10-PPV等）制作成异质结薄膜的太阳能光伏器件，探讨获得高效率的多聚物光伏器件中CdSe四脚状纳米晶粒的掺入量、掺入方式和方法，研究CdSe四脚状纳米晶臂长对多聚物光伏器件性能的影响。（2）研究使用CdSe四脚状纳米晶和其它半导体纳米晶（如CdS纳米晶）制作成D-A异质结无机纳米结构太阳能光伏器件，这将在太阳能电池应用方面打开一个新的局面。

本项目可控合成了CdSe四脚状纳米晶粒，并进行了相应的TEM，PL，UV-Vis等表征，并对之进行了机理研究。由于四脚状纳米晶粒独特的三维空间结构以及较高的比表面能，它们能在共轭聚合物材料中渗透形成网络状连续相，且光生电子和空穴可以被有效分离，并能形成垂直于光伏器件平面的棒状结构从而为定向移动的电子传输提供自然通道，提高光电转换效率。本项目对CdSe四脚状纳米晶粒/共轭聚合物有效复合膜的设计、制作、表征以及光电特性进行了研究。比较了如共混比例等因素对器件光电转换性能的影响。根据目前纳米晶太阳能电池的发展趋势，将CdSe四脚状纳米晶粒与TiO2纳米阵列组装成了一种新的太阳能光伏器件（QDSSCs）并对该器件的光电性能进行了深入研究。该阵列结构为光生电子的传递提供了快速通道。合成了CdSe/CdTe异质结四脚状纳米晶粒，并对其进行了TEM，PL，UV-Vis等表征，将该异质结与共轭聚合物混合制作成了光伏器件，目前正在研究其光电性能。在项目基金的资助下，本课题组共发表及在投的论文有14篇，部分论文在《Advanced Functional Materials》、《Physics Letters A》、《Applied Physics A》、《Integrated Ferroelectrics》等刊物发表。