量子点太阳能电池

量子点敏化太阳能电池（QDSCs）是染料敏化太阳能电池（DSCs）的重要分支，其结构与DSCs是一致的。QDSCs与DSCs的主要区别在于，采用无机窄禁带的量子点（QDs）取代传统的钌染料作为吸收太阳光的敏化剂。QDs的诸多优势，使得QDSCs成为目前科学研究的热点。（1）可以选择的QDs的种类丰富，目前应用于QDSCs的量子点主要是CdS、CdSe、PbS、CuInS₂等。每种量子点的本征吸收带边和最佳吸收光的波长范围是不一样的。（2）可以改变QDs的尺寸来改变QDs的禁带宽度。因而，通过调节QDs的种类和尺寸大小可以实现可见光的全吸收。（3）QDs合成方法简便，从而降低了QDSCs的成本。（4）因为QDs的消光系数很高，可以有效减小光阳极的厚度而不影响吸收光的效率，从而进一步降低QDSCs的成本。（5）QDs可以吸收高能光子并产生多个电子，使得QDSCs的效率增长前景广阔。虽然QDs的优点很多，目前报道的最高的QDSCs的效率仅在5%左右，与DSCs的最高效率值还有一定差距。实际上，对于QDSCs，光阳极、电解液、对电极并没有得到系统的优化，内部机理的研究尚在起步阶段。挑战与机遇并存，QDSCs的发展前景是值得肯定的。

我们组依托在DSCs领域积累的丰富经验，在QDSCs方兴未艾之际，就展开了深入的研究。目前，我们组在QDSCs方面取得了诸多突破，发表了一系列文章，推动了QDSCs的发展。（1）光阳极方面，通过系统优化TiO₂多孔膜结构，得到4.92%的QDSCs的光电转化效率；首次进行柔性QDSCs的研究，增加了QDSCs的应用性；通过丝状电池结构的优化和TiO₂纳米管阵列转移技术的开发，推动了TiO₂纳米管阵列的QDSCs的发展。（2）电解液方面，将液态电解质成功凝胶化，提高了QDSCs的稳定性。（3）对电极方面，首次将碳对电极应用在QDSCs中，大幅提高了QDSCs的效率；利用可以刮涂在导电玻璃上Cu₂S/C的复合对电极的浆料，得到易封装的高效QDSCs。（4）正在发展大面积的QDSCs和模块化的QDSCs。（5）正在进行QDSCs的机理的研究。同时，我们组也希望通过交流合作，进一步推进QDSCs的研究。

高效QDSCs （Phys. Chem. Chem. Phys., 2011, 13, 4659）

柔性QDSCs的制备（Chem. Commun., 2011, 47, 2664）

应用在QDSCs中的多硫化物凝胶电解质（Electrochem. Commun. 2010, 12, 1776）