近日，华东理工大学化学学院钟新华教授课题组在量子点敏化太阳电池的研究中取得新进展，将该类电池光电转换效率记录提升到经第三方认证的8.21%。相关成果在线发表于4月10日的《美国化学会志》杂志上（J. Am. Chem. Soc., 2015, DOI: 10.1021/jacs.5b01946）。 

　　高效率、低成本太阳电池是解决化石能源枯竭、气候变暖等问题的有效途径。QDSC采用具有独特优异光电性能的半导体纳米晶（又称量子点、QD）作为敏化吸光材料，被认为是最有潜力的低成本第三代太阳电池，具有重要的商业开发潜力和理论研究价值。 

　　然而，受制于严重的电荷复合，先前的QDSC转换效率纪录一直处于6%～7%。因此，抑制电荷复合成为提高电池效率的必由之路。通过密度泛函理论计算，结果发现随着分别沉积ZnS及ZnS/SiO₂后，电子态密度在TiO₂板层结构的最外原子层占比分别降低1-2个数量级。电子态密度的降低对应着发生在光阳极TiO₂界面电荷复合的抑制。 

　　亚皮秒分辨太赫兹谱证实了上述理论计算预测的结果，同时阻抗谱测试也清楚表明ZnS、SiO₂宽能带材料的包覆可以大幅提高复合阻抗值及电子扩散距离，从而有效抑制复合。光电测试结果表明在量子点敏化的TiO₂光阳极膜上顺序沉积ZnS、SiO₂后可以将CdSeTe QDSC的开路电压显著提高，相应的电池平均效率从2.53%提高到8.37%，官方认证效率为8.21%。 

　　据介绍，钟新华课题组近年来致力于QDSC的研究，将模拟太阳光下QDSC光电转换效率从徘徊多年的4%～5%逐步提高到经认证的8.2%的新记录，使预期的“高效率、低成本”优势逐步得以展现。