量子点敏化太阳能电池光阳极优化的研究进展

第３６卷第２期Vol .３６ No .２材料科学与工程学报Journal of Materials Science &Engineering 总第１７２期Apr ．２０１８

文章编号：1673‐2812（2018）02‐0316‐09

杨丽萍，王小平，王丽军，张鹏飞，张庆远

（上海理工大学理学院，上海 200093）

【摘要】量子点敏化太阳能电池因制备简易，生产成本低且理论光电转换效率高而受到广泛关

注，至今效率已突破１１％。光阳极作为其中重要的组成部分之一，其结构的优化可有效改善电池性能。本文介绍了量子点敏化太阳能电池的基本组成和工作原理，重点综述了有序结构、复合结构以及利用掺杂、表面处理等方法优化光阳极的最新研究进展。结合目前研究成果和存在问题对光阳极进一步优化的途径进行了展望。

【关键词】光阳极；量子点敏化太阳能电池；半导体氧化物中图分类号：T M ９１４.４文献标识码：A DOI ：10.14136／j ．cnki ．issn 1673‐2812.2018.01.029

Recent Development in Photoanode Optimization of Quantum

Dot ‐sensitized Solar Cells

YANG Liping ，WANG Xiaoping ，WANG Lijun ，ZHANG Pengfei ，ZHANG Qingyuan

（College of Science ，University of Shanghai for Science and Technology ，Shanghai 200093，China ）

【Abstract 】 Quantum ‐dot ‐sensitized solar cells have attracted more and more attention due to their simplicity of preparation ，low cost and high efficiency of photoelectric conversion w hich has exceeded １１％．Photoanode is one of the most critical components of solar cells ，and the performance of the battery can improve by optimizing its structure ．We briefly introduced the basic composition and working principle of quantum dot sensitized solar cells ，and reviewed the latest research progresses from photoanode optimization including ordered structure ，composite structure ，doping and surface treatment ．Finally ，the prospects for further optimization of the photoanode are discussed based on the current research results and problems ．

【Key words 】 p hotonanodes ；q uantum dot ‐sensitized solar cells ；semiconductor oxide

收稿日期：２０１６‐０７‐１３；修订日期：２０１６‐１０‐１０基金项目：上海市教委重点创新资助项目（１４ZZ １３７）

作者简介：杨丽萍（１９９３‐），硕士研究生，主要从事固体薄膜材料的研究。E ‐mail ：lipingyang ０４１６＠１６３．com 。

通讯作者：王小平（１９６４‐），教授，博士，主要从事固体薄膜材料光电特性的研究。E ‐mail ：w xpchina ６４＠aliyun ．com ，w xpchina ＠sohu ．com

1 前言

随着全球能源危机和环境污染问题日益显著，人类希望通过可再生能源来优化现有的能源结构。太阳

能作为清洁能源，是目前最有潜力的新能源之一［１］

。１９５４年美国贝尔实验室研制出世界上第一例PN 结单晶硅太阳能电池，从而开启太阳能光伏技术的新时代［２］

。近年来，价格低廉、制作简单及可大规模生产的第三代新型太阳能电池受到了广泛关注，例如，铜锌锡

硫（CZTS ）太阳能电池［３］

、染料敏化太阳能电池（dye ‐

sensitized solar cells ，DSSCs ）［４］

、钙钛矿太阳能电池

（p erovskite solar cells ，PSCs ）［５］

和量子点敏化太阳能

电池（q uantum dot ‐sensitized solar cells ，QDSSCs ）［６］

等。其中，CZTS 太阳能电池四种元素配比精度仍难以控制，多元素及多层界面结构增大了制备时出现缺

陷和杂质的风险；PSCs 电池效率已达到２０％以上［５］

，但其在空气中易与水发生化学反应，导致电池性能衰减；QDSSCs 利用拥有特殊光学性能和电学性能的窄禁带无机半导体量子点（q uantum dots ，QDs ）替代稀

万方数据