中文摘要：

有机/无机复合材料兼具有机材料的柔性、设计多样性、易加工和无机材料的高迁移率、高稳定性特征，其研究涉及材料、物理、化学和光电子等多学科的交叉工作。本课题使用无机半导体纳米材料，与有机物复合构筑具有结构、功能杂化特性的复合半导体功能薄膜材料，研究复合机理，实现有机、无机材料间的功能互补与优势协同；研制新型有机/无机复合体异质结太阳电池。涉及无机半导体的能带理论，有机半导体的分子轨道理论，基于量子效应的载流子产生、输运、复合等基础科学问题；涉及复合体系的表征与器件工艺新技术，具有新功能和功能集成的特点。重点突破光吸收、体异质结光生电荷的分离与输运等光电转换过程相关的关键性原理与技术，从材料与结构两方面提高太阳能电池性能，从材料与工艺两方面降低成本。发展有机/无机复合半导体纳米材料与体异质结太阳能电池制备新技术，还将实现太阳电池的力学性能由刚性向柔性转变。

结论摘要：

有机/无机复合材料兼具有机材料的柔性、设计多样性、易加工和无机材料的高迁移率、高稳定性特征，其研究涉及材料、物理、化学和光电子等多学科的交叉工作。本课题使用无机半导体纳米材料，与有机物复合构筑具有结构、功能杂化特性的复合半导体功能薄膜材料，研究复合机理，实现有机、无机材料间的功能互补与优势协同。光生激子的产生、解离效率均决定太阳电池的性能，我们提出分离后的载流子输运是目前阶段限制复合体异质结太阳电池性能的瓶颈因素，从不同的物理过程研究给出了影响规律及改善方法。提出体异质结结构中内建电场的局域化与方向性问题，这涉及光生载流子再复合及其向收集电极的输运过程、输运驱动力等，是体异质结太阳电池中的重大科学问题。提出在体异质结中引入金属等离激元，增强有源层的光吸收，等离激元属于近场作用，导致其增强光吸收效应是局域化的，而体异质结结构充分发挥了等离激元的近场增强作用。系统地给出了有机/无机复合材料构筑，复合界面结构与控制，不同材料、结构设计、制备工艺等对体异质结太阳电池性能的影响，为体异质结材料及其器件研究提供了丰富的数据积累和理论探索。研制了新型有机/无机复合体异质结太阳电池。掺有Ag-TiO2纳米棒的杂化太阳电池效率取得重大突破，效率值由2.57%提高到5.14%。