QDSCs是具有廣闊發(fā)展前景的第三代太陽能電池，對電極作為QDSCs的重要組成部分，起到促進(jìn)電荷傳輸，加速電解質(zhì)還原的作用。硫化銅（CuS）憑借其較高的電導(dǎo)率和催化活性，被廣泛地應(yīng)用于QDSCs對電極的研究。目前使用的CuS對電極厚度大多為幾百納米至幾微米，厚度低于100納米的對電極鮮有報(bào)道。降低對電極厚度具有降低成本，提高催化材料與基底的結(jié)合力等優(yōu)點(diǎn)，因此，在催化活性相當(dāng)?shù)那疤嵯?，厚度較薄的對電極更具優(yōu)勢。

該課題組董偉偉副研究員、博士生夏銳等人使用簡單的化學(xué)浴法制備了一系列厚度低于100nm的CuS薄膜，研究了不同前驅(qū)體溶液濃度對薄膜厚度、表面粗糙度和電阻率的影響。在此基礎(chǔ)上，將不同厚度的CuS薄膜作為對電極應(yīng)用于CdS/CdSe量子點(diǎn)共敏化的QDSCs，研究了它們對QDSCs的性能的影響規(guī)律，結(jié)果發(fā)現(xiàn)厚度僅為64nm左右的CuS對電極（CS2.5）組裝的QDSCs獲得了3.25%的光電轉(zhuǎn)換效率（如圖1A所示），優(yōu)于Pt對電極（1.91%）和刮涂法制備的厚度達(dá)2.8μm的CuS對電極（CS-DB，2.15%），這也是目前報(bào)道使用如此薄的CuS對電極在QDSCs中的獲得的最高效率。電化學(xué)阻抗譜（EIS如圖1B所示）、Tafel極化曲線和循環(huán)伏安曲線（CV）等電化學(xué)測試表明，這種薄CuS對電極具有更高的催化活性和穩(wěn)定性。

圖1、（A）三種對電極QDSCs的J-V曲線；（B）三種對電極對稱結(jié)構(gòu)電池的Nyquist曲線