Abstract In this work, colloidal CdSe QDs capped with a short chain thiol ligand thioglycolic acid (TGA) were prepared using a one-pot synthesis route in aqueous medium. This method integrates colloidal QDs synthesis and assembly of QDs in a single step due to the use of TGA, which serves as a stabilizer to control the formation of QDs and a linker to tether CdSe QDs to TiO2 during the synthesis of QDs, and it could achieve high surface coverage of high-quality QDs on TiO2 electrodes. The hydrothermal temperature is found to play an important role in determining the size of CdSe QDs and photovoltaic properties of the resulting TiO2/CdSe photoanodes. To further improve the fill factor and efficiency of solar cells, PbS/CuS films were prepared with chemical bath deposition method and used instead of the usual Pt as counter electrodes (CEs). PbS/CuS CEs show superior electrocatalytic activity for the reduction of polysulfide than Pt. An optimized TiO2/CdSe based QDSSC in combination with the PbS/CuS CEs achieved a champion PCE of 4.18% under one sun illumination (100 mW cm−2).

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用于敏化太阳能电池的巯基乙酸封端的 CdSe 量子点敏化介观 TiO 2 光阳极的一锅水热合成

摘要 在这项工作中，使用一锅法在水性介质中合成了用短链硫醇配体巯基乙酸（TGA）封端的胶体 CdSe QD。由于使用了 TGA，该方法将胶体 QDs 合成和 QDs 组装整合在一个步骤中，TGA 作为稳定剂来控制 QDs 的形成和在 QDs 合成过程中将 CdSe QDs 连接到 TiO2 的连接器，并且它可以在 TiO2 电极上实现高质量 QD 的高表面覆盖。发现水热温度在确定 CdSe QD 的尺寸和所得 TiO2/CdSe 光阳极的光伏特性方面起着重要作用。为了进一步提高太阳能电池的填充因子和效率，采用化学浴沉积法制备 PbS/CuS 薄膜，并使用 Pt 代替通常的 Pt 作为对电极 (CE)。PbS/CuS CEs 在还原多硫化物方面表现出比 Pt 优越的电催化活性。优化的基于 TiO2/CdSe 的 QDSSC 与 PbS/CuS CE 相结合，在一次阳光照射 (100 mW cm−2) 下实现了 4.18% 的 PCE。