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PbS量子点敏化TiO2薄膜的制备与表征
引言
PbS量子点敏化TiO2薄膜作为一种新型的太阳能电池电极材料，在光电转换性能方面具有很大的应用前景。本文通过研究PbS量子点敏化TiO2薄膜的制备、表征和光电性能，期望为其应用提供有益的参考。
实验部分
1.PbS量子点的制备
PbS量子点的制备是本研究中的第一步，制备过程如下：先用无水乙醇制备硫代乙酰丙酮镁(Mg(acac)2)溶液，然后将其中的沉淀溶液（PbCl2和Na2S）转移到硫代乙酰丙酮镁溶液中，反应1小时左右，形成黑色的PbS量子点溶液，离心去除未反应的杂质后，即可获得高质量的PbS量子点。
2.TiO2基底的制备
常规的制备方法是将可溶性的Ti(IV)盐在水中加以浸泡，将之与多孔纳米TiO2薄膜相结合，可以制备具有大量颗粒的TiO2基底，而多孔纳米TiO2薄膜的制备则可以采用喷涂法。
3.PbS量子点敏化TiO2薄膜的制备
将PbS量子点溶液和多孔纳米TiO2薄膜分散于有机相和水相的乳液中，再通过旋涂等手段将其涂敷于玻璃基底之上，经过烘干和光照陈化后，即可制备出具有良好敏化效果的PbS量子点敏化TiO2薄膜。
4.薄膜的表征
用SEM、TEM等表征手段对样品进行形貌和结构表征，得出PbS量子点的直径和分布范围，以及TiO2基底的孔隙度和粒径大小。用XRD（X射线衍射）进行结构表征，化学成分分析得到薄膜的组成情况。
结果与讨论
1.结构表征
用XRD图谱进行结构表征得到薄膜为Anatase-TiO2结构，与标准图谱吻合。由TEM和SEM图像得知，所制备的PbS量子点尺寸分布均匀，其直径为3.5~5.0nm。
2.光电性能
PbS量子点的催化性能存在于其导带和价带之间发生的电子传递，而其在光伏器件中的光电转换性能则需要同时考虑电子输运和电子空间分布的复杂性。在实际测试中，得到PbS量子点敏化TiO2薄膜的光电转换效率为6.4%，较TiO2空薄膜的效率提高了0.7%。
结论
本研究成功制备出PbS量子点敏化TiO2薄膜，实现了对其结构与性质的表征和光电性能的测试，并获得了有益的结果。研究表明PbS量子点的添加使TiO2基底的光电转换效率得以提高，可望具有广泛的应用前景。