最 常用 的吸光剂 是 Ｃ ｄ Ｓ ｅ ， 而且用 Ｃ Ｂ Ｄ 或者 Ｓ Ｉ Ｌ ＡＲ 的 方 法在 Ｔ ｉ Ｏ 上 生长 的 Ｃ ｄ Ｓ ｅ由于 尺 寸 的不 可控 ， 其 尺 寸 已经 相 当于块 体 材 料 ， 所 以其 出现 吸 收 的起 始 位 置
Ｔ
吴春芳 等 ： 量 子 点 敏 化 太 阳能 电池 研究 进 展 中出 现 的 问题 及 其 解 决 方案
３
的电子 数 目减少 ， 见图４ （ ａ ） ， 所 以通 常 采 用 纳 米 Ｔｉ Ｏ 颗粒 制备 的 Ｔｉ Ｏ 膜 的厚度 不 宜 过 大 ； 当采 用 Ｔ ｉ Ｏ。纳 米管 时 ， 电子 一直 在一 维 方 向的纳米 管 中传 输 ， 复 合几
图４ 电子在 Ｔ ｉ Ｏ。颗粒 或纳 米 管 中的传 输
Ｆｉ ｇ ４ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｏｒ ｔ ｔ ｈｒ ｏ ｕ ｇｈ Ｔｉ Ｏ２ ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ａ ｎｄ Ｔｉ Ｏ２ ｎａ ｎｏｔ ｕｂｅ ｆ ｉ ｌ ｍｓ ｍｏｄ ｉ ｆ ｉ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ＣｄＳｅ ｑ ｕ ａ ｎ—
３ ＱＤ 的 吸光 范 围
ＱＤ Ｓ Ｃ 中使 用 到 的 吸光 剂 主 要 是 Ⅱ一 Ⅵ组 化 合 物 Ｃ ｄ Ｓ 、 Ｃ ｄ Ｓ ｅ和 Ｃ ｄ Ｔ ｅ或 者 其 中 几 种 ＱＤ 的联 合 使 用 。 作 为 ＱＤ材 料 ， 当其 尺 寸小 于激子 波 尔半 径 时 ， 其 尺 寸 的 变化是 会 伴 随着 带 隙 的 变 化 ， 从而改变着 Ｑ Ｄ 吸 收 太 阳光 的起始 位 置 。ｙｕ Ｅ 文 中给 出 了 ＱＤ 的 尺 寸 与 其 第 一 吸收峰 位置 的关 系 ， 见式（ ２ ） 、 （ ３ ） 和（ ４ ） ， 其中Ｄ （ ｎ ｍ） 为 Ｑ Ｄ 的尺 寸大小 （ 以球形 为例 ， Ｄ 代 表 着 直 径） ， （ ｎ ｍ） 是 此 ＱＤ 的第 一 吸收峰 波长 。
ｇ
ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ｏ ｆ ＱＤＳ Ｃ ｗｉ ｔ ｈ ｏ ｒ ｗｉ ｔ ｈ ｏ ｕ ｔ Ｚ ｎ Ｓ ｌ ａ ｙ ｅ ｒ ｎ 盯 ｎ
电池 效 率 （ ）
． ．
ａ
ｅ
无 ＺｎＳ ０ ．６ ７… ］ ０ ４２ ］ Ｉ Ｉ ２［
．
０ ９［ ］ ２ ９ ］ １ ５ Ｆ ２ ］
Ｃ ｄ Ｔｅ ：Ｄ ＝ ＝ ＝ （ ９ ． ８ １ ２ ７× １ ０ ） 。一 （ １ ． ７ １ ４ ７× １ ０ ） Ａ ＋ （ １ ． ０ ０ ６ ４ ） 一 （ １ ９ ４ ． ８ ４ ） Ｃｄ Ｓ ｅ ：Ｄ 一 （ １ ． ６ １ ２ ２× １ ０ ） 一 （ ２ ． ６ ５ ７ ５× １ ０ ） 。 ＋ （ １ ． ６ ２ ４ ２× １ ０ ） 。一 （ ０ ． ４ ２ ７ ７ ） ＋ （ ４ １ ． ５ ７ ） Ｃｄ Ｓ：Ｄ 一 （ 一 ６ ． ６ ５ ２ １× １ ０ ） 。 ＋ （ １ ． ９ ５ ５ ７× １ ０ ） 一 （ ９ ． ２ ３ ５ ３× １ ０ ） ＋ （ １ ３ ． ２ ９ ）
（ ２ ） （ ３ ） （ ４ ）
ｔ ｕ ｎ ｒ ｄ ｏ ｔ ｓ（ ａ ｄ ａ ｐ ｔ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｐ ｅ ｒ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｆ ｒ ｏ ｍ￣ Ｊ ］ ．Ｊ
Ａ ｍ Ｃｈ ｅ ｍ Ｓｏ ｃ， ２ ０ ０ ８，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ１ ３ ０（ １２）： ４０ ０ ７． Ｃｏｐ ｙ一
通 过这 组公 式计 算得 到几 种典 型 的 吸收 波长 对 应 的 ＱＤ 的尺 寸见表 ２所 示 。
表 ２ ＱＤ尺 寸与 其 吸收位 置
Ｃ ｄ Ｓ作 为 ＱＤ Ｓ Ｃ中 的吸光 剂使用 时 的显著 缺 陷是不 能 吸收 波长长 于 ５ ０ ０ ｎ ｍ 的入 射太 阳光 ， 所 以在 ＱＤ Ｓ Ｃ中
． ．
．
（ ａ ） ＯＴ Ｅ ／ Ｔ ｉ Ｏ ２ ｎ ａ ｎ ｏ ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｓ
（ ｂ ） Ｔ ｉ ／ Ｔ ｉ Ｏ ２ ｎ ａ ｎ ｏ ｔ ｕ ｂ ｅ ｓ
有 Ｚ ｎ Ｓ
１ ． ６
０ ． ９
２ ． Ｏ ２
１ ． ５
３ ． ７
１ ． ９ ２
～
率降 低 ， 电子 的 收集效 率增 加 。
ｌ 藿
Ｆ ＴＯ 上制 备 １层致 密 的 Ｔｉ Ｏ 阻挡 层 来 抑 制 Ｆ ＴＯ 上 ∞
的 电子 与 电解 质 的复合 。 。 表 １ ＱＤＳ Ｃ 中有 或 无 Ｚ ｎ Ｓ钝 化 层 时其效 率的对 比 ｍ
Ｔａ ｂｌ ｅ ｌ Ｃｏｍｐａ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｐｈｏ ｔ ｏｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｉ ｃ ｃ ｏｎ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ ｅ ｆ ｆ ｉ
ｒ ｉ ｇ ｈ ｔ（ ２ ０ ０ ８ ）Ａｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｎ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｓ ｏ ｃ ｉ ｅ ｔ ｙ ）
一
般来 说 ， 对 于使 用多 硫 电解 质 的 ＱＤ Ｓ Ｃ， 与 电解
质 和 ＱＤ相 关 的电荷 复合 过程 对 电池 光伏 性 能 影 响较 大， 实 验结 果表 明 ， 在 Ｔｉ Ｏｚ ／ ＱＤ 之 后 再 覆 盖 １层 Ｚ ｎ Ｓ 钝 化层 ， 可 以显 著抑 制 电荷复 合 ， 从 而 提 高 电池 的能 量
转 换效 率 ， 实例 见 表 １ 。原 因是 Ｚ ｎ Ｓ层 钝 化 了 Ｑ Ｄ 表 面 的缺 陷 ， 使 得 与 ＱＤ 表 面 态 缺 陷 相 关 的复 合 降 低 ； Ｚ ｎ Ｓ层 是 Ｃ ｄ Ｓ ｅ和 电 解 质 界 面 的 势 垒 ， 因为 Ｚ ｎ Ｓ的 带 隙 ３ ． ８ ｅ Ｖ 大于 Ｃ ｄ Ｓ ｅ的 ， 因此 ， 电 子从 Ｃ ｄ Ｓ ｅ向 电解 质 的泄 漏会 减少 。除 了 Ｚ ｎ Ｓ ， Ｓ ｉ Ｏ。 也 可起 到 同样 的阻 挡 作用 。对 于光 阳极上 收 集 效率 的提 高 ， 可 以通 过 在