本课题围绕着纳米晶薄膜太阳能电池研究中的基本问题能带的调控与薄膜的构建,自下而上从构成半导体膜的纳米晶结构单元入手,在纳米尺度上采用化学手段,结合量子尺寸效应、限域效应和掺杂等途径,合成并调控材料的微结构和能带宽度,构建了半导体纳米晶薄膜,在此基础上研究了半导体量子点敏化TiO2纳米晶太阳能电池与CIGS薄膜太阳能电池的光电转换性能。发展出通用的硫醇辅助制备单分散二元、三元和多元金属硫化物半导体纳米晶的方法,实现了不同组成与能隙单分散硫化物纳米晶的调控合成,研究了纳米晶层次上组成、尺寸、形状、表面包覆等参数对纳米晶光电性能的影响;在此基础上,通过引入水油界面等手段,诱导纳米晶的组装,实现了单层与多层半导体纳米晶薄膜的构建,为实现薄膜内纳米晶量子效应的协同作用建立了基础;发展了聚乙烯亚胺辅助水溶性超细CdS纳米棒的合成方法,它们具有良好的量子尺寸效应,纳米棒的能隙可以通过反应条件加以调节,这类水溶性、能隙可调的半导体纳米棒是一类良好的太阳能电池电极材料。相关工作已发表在J. Am. Chem. Soc. (2篇)、Cryst. Growth Des.、CrystEngComm等杂志上。
英文主题词monodisperse semiconductor nanocrystals; controlled synthesis; assembly; solar cell