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全球能源危机促进了量子点敏化太阳能电池(QDSSCs)的发展。目前,优化QDSSCs的器件结构并提高其光伏性能已然成为各国学者的研究热点。石墨烯优异的光、电、力学性能与太阳能电池所需材料高度吻合,因此,人们纷纷试图将石墨烯基复合物材料应用到太阳能电池的光电阳极和对电极中,研究其对QDSSCs光伏性能的影响。本文从提高QDSSCs光伏性能出发,采用CdS量子点(QDs)作为光敏化剂;以石墨烯基复合物为主线;将石墨烯分别掺入Ti02和NiS中作为光阳极和对电极材料,探究石墨烯的掺入对CdS QDSSCs光伏性能的影响。通过X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)、能谱定量分析仪(EDS)、高倍透射电子显微镜(HRTEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、拉曼光谱仪(Raman)、紫外可见分光光度计(UV-vis)、ECS电化学工作站以及伏安特性曲线(J-V)等测试设备对实验过程中所制备的样品进行结构和光伏性能分析。本文相关研究内容和结论如下:(1)采用一步水热法在掺氟Sn02(FTO)导电玻璃表面生长出整齐有序的金红石相Ti02纳米阵列(NRs)。将不同比例的氧化石墨烯(GO,采用改进的Hummers法制备)与锐钛矿相Ti02颗粒混合均匀后再与TiO2 NRs进行复合,经热还原后得到石墨烯(rGO)/锐钛矿-金红石相TiO2光阳极并将其与Cu2S、Pt对电极组装成太阳能电池。经测试发现,锐钛矿-金红石相TiOO2光阳极(TGr0)组成的太阳能电池的光电转化效率是纯金红石相TiO2 NRs的1.77倍。当与金红石相Ti02NRs进行复合的GO/锐钛矿相TiO2混合物的比例为5%时,与之对应的光阳极(TGr5)达到最高光电转化效率1.26%,分别是纯TiO2 NRs和TGr0光阳极的2.93倍和1.66倍。而以Pt为对电极得到的光电转化效率为0.88%,相比于Cu2S降低了 30.16%。(2)采用连续离子层吸附法(SILAR)将CdSQDs负载到TGr5光阳极表面。通过测试发现,当CdS QDs的循环敏化周期为10时,其与Cu2S对电极组装的CdS QDSSC达到了最大光电转化效率2.20%,是未敏化TGr5光阳极的1.75倍。再将TiO2 NRs和掺杂了不同rGO含量的锐钛矿-金红石相Ti02光阳极分别用CdS QDs循环敏化10个周期并组装成太阳能电池。测试结果表明,TGr5光阳极组装的CdS QDSSCs的光电转化效率仍为最高,分别是TiO2 NRs(0.79%)和TGr0(1.47%)的2.78 倍和 1.50 倍,而以Pt为对电极后得到的光电转化效率为1.32%,相比于Cu2S降低了 40.00%。(3)通过水热反应法制备出纯NiS纳米颗粒以及不同rGO含量的rGO/NiS复合物制备成对电极,以经过CdS QDs循环敏化10个周期后的TGr5作为光阳极并组装成太阳能电池。测试结果表明当水热反应中GO溶液的浓度为1 mg/mL时,所制备出的rGO/NiS复合物对电极组装的太阳能电池达到最大的光电转化效率2.47%,分别是Pt(1.32%)、Cu2S(2.20%)和纯NiS对电极(2.03%)的1.87、1.12和1.22倍。