自21世紀(jì)以來，人類社會發(fā)展關(guān)注的焦點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)向能源與環(huán)境問題，清潔低碳能源的發(fā)展及應(yīng)用已迫在眉睫，而研發(fā)高效率、低成本的太陽能電池首當(dāng)其沖。在太陽能電池中，氧化鋅和硫化物納米材料的應(yīng)用比較廣泛，通過液相調(diào)控納米材料的尺寸和形貌，對優(yōu)化光電轉(zhuǎn)換性能、組裝太陽能電池功能結(jié)構(gòu)具有非常重要的意義。

試驗(yàn)氧化鋅和硫化物納米材料的液相合成方法，通過組裝量子點(diǎn)敏化太陽能電池和染料，初步探討氧化鋅薄膜敏化方法及微觀結(jié)構(gòu)和太陽能光電轉(zhuǎn)換之間的關(guān)系。以溶劑熱體系為基礎(chǔ)，發(fā)展一種可以簡易合成氧化鋅分枝狀聚集體的方法。通過改變乙酸鋅和堿的比例，選擇適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)溫度，就可以做到對聚集體形狀和尺寸和的調(diào)控。這些聚集體由5nm左右的晶粒通過三維組裝和取向連接的方式生長，形成均一的介孔結(jié)構(gòu)，且具有較高的比表面積。乙酸鋅為前驅(qū)體，通過高溫水解的方式獲得不同尺寸的氧化鋅納米顆粒。將少量的堿形成晶種放入同一體系中，可以促進(jìn)氧化鋅一維結(jié)構(gòu)的生長，而加入酸則可以抑制各向異性。

除此之外，將六亞甲基四胺和乙酸鋅作為水溶液中的反應(yīng)物，通過調(diào)控濃度得到具有分枝狀結(jié)構(gòu)的氧化鋅納米棒。以多種氧化鋅納米漿料制備方法為基礎(chǔ)，通過改善氧化鋅分枝狀聚集體光陽極的制作方法，來保持薄膜內(nèi)部的聚集體結(jié)構(gòu)。和納米棒、納米顆粒制作的氧化鋅光陽極相比，經(jīng)由染料敏化的氧化鋅聚集體光陽極，組裝成太陽能電池后可以獲得更高的光電轉(zhuǎn)換效率。對不同形狀和尺寸的聚集體結(jié)構(gòu)光陽極進(jìn)行比較，可見光和尺寸匹配的準(zhǔn)球形聚集體組裝的電池的性能參數(shù)是最高的。用兩種不同方法對光陽極進(jìn)行量子點(diǎn)敏化，通過光電性能測試對不同光陽極結(jié)構(gòu)和量子點(diǎn)對量子點(diǎn)敏化太陽能電池性能的影響進(jìn)行試驗(yàn)。以十二醇為溶劑，選用油酸或油胺、普通無機(jī)鹽生成配位的前驅(qū)體，以單質(zhì)硫等為硫源，合成硫化鉛等二元硫化物和合金以及異質(zhì)結(jié)多元硫化物納米晶。反應(yīng)體系相對溫和，且操作簡便，通過改變反應(yīng)條件可以對硫化物的尺寸和形貌進(jìn)行調(diào)控，十分適合規(guī)模化制備硫化物納米材料。