（无机化学专业论文）mins2半导体纳米晶及其复合结构的合成与光谱性能研究.pdf

原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完 全意识到本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：鱼翌童叠耋e l 期：型! 垒兰旦竺里 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论 文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后遵守此规定) 论文作者签名：蚴导师签名： 山东人学硕i ? 学位论文 目录 摘要”i a b s t r a c t 符号说明一一v 第一章绪论m ”1 1 1 引言1 1 2 半导体纳米材料2 1 2 1 半导体纳米材料的分类2 1 2 2 半导体纳米材料的特异效应3 1 2 2 1 量子尺寸效应“3 1 2 2 2 小尺寸效应3 1 2 2 3 表面与界面效应3 1 2 2 4 宏观量子隧道效应”4 1 2 2 5 量子限域效应4 1 2 2 6 介电限域效应“4 1 3 半导体纳米晶的概述5 1 3 1 半导体纳米晶的定义5 1 3 2 半导体纳米晶的结构5 1 3 3 半导体纳米晶的发光机理7 1 3 4 半导体纳米晶的荧光光学特性7 1 3 5 半导体纳米晶的合成方法8 1 3 5 1 有机相合成法8 1 3 5 2 水相合成法1 1 1 3 5 3 微波合成法1 3 1 3 6 半导体纳米晶的能态特性与太阳能电池方面的应用1 4 1 4 本论文的选题背景和研究内容1 6 参考文献18 第二章m i n s 2 半导体纳米晶的液相合成与结构性能研究”2 5 山东大学硕十学位论文 2 1 引言2 5 2 2 实验部分2 6 2 2 1 试剂2 6 2 2 2 实验过程2 6 2 2 3 样品表征2 7 2 2 4 荧光量子产率的计算2 7 2 3 实验结果与讨论2 8 2 3 1 样品的物相和纯度2 8 2 3 2 样品的形貌和微结构分析2 9 2 3 3 样品的不同物相晶格结构探讨3 0 2 3 4 a g l n s 2 半导体纳米晶的光学性能研究3 l 2 3 5a g l n s 2 半导体纳米晶的表面配体与单分散性研究o 0 3 3 2 3 6 微波加热辅助合成a g l n s 2 半导体纳米晶的研究3 5 2 3 7c u i n s 2 半导体纳米晶的研究3 7 2 4 结论3 9 参考文献4 2 第三章z n s m i n s 2 复合结构半导体纳米晶的液相合成与结构性能研究”4 5 3 1 引言4 5 3 2 实验部分4 7 3 2 1 试剂4 7 3 2 2 实验过程4 7 3 2 3 样品表征4 8 3 3 实验结果与讨论“4 8 3 3 1z n s a g l n s 2 复合结构半导体纳米晶的物相结构”4 8 3 3 2z n s a g l n s 2 复合结构半导体纳米晶的电镜表征4 9 3 3 3z n s a g l n s 2 复合结构半导体纳米晶的光学性能研究5 0 3 3 4 微波加热辅助合成z n s a g i n s 2 i 司溶体纳米晶的光学性能研究5 4 3 3 5z n s c u l n s 2 复合结构半导体纳米晶的研究5 6 3 4 结论5 9 山东火学顾一f ：学位论文 参考文献6 1 致谢m 6 5 附录：攻读硕士期间完成的论文6 7 m o n o d i s p e r s e dc a t i o n d i s o r d e r e d c u b i ca g i n s 2n a n o c r y s t a l sw i t he n h a n c e d f l u o r e s c e n c e 川 6 8 山东人学硕上学位论文 c h i n e s ea b s t r a c t e n g l i s ha b s t r a c t l i s to fs y m b o l c o n t e n t s c h a p t e r l i n t r o d u c t i o n m 1 1f o r e w o r d 1 8 1 2s e m i c o n d u c t o rn a n o m a t e r i a l s 2 1 2 1c l a s s i f i c a t i o no fs e m i c o n d u c t o rn a n o m a t e r i a l s 一2 81 2 2u n i q u ep r o p e r t i e so fs e m i c o n d u c t o rn a n o m a t e r i a l s 3 1 2 2 1q u a n t u ms i z ee f f e c t 3 1 2 2 2m i c r o - s i z ee f f e c t 3 81 2 2 3s u r f a c ea n di n t e r f a c ee f f e c t 一3 1 2 2 4b u l kq u a n t u mc h a n n e le f f e c t 4 81 2 2 5q 啪c o n 丘n e de 胁4 81 2 2 6d i e l e c t r i cc o n f i n e de f f e c t 4 81 3s u m m a r yo fs e m i c o n d u c t o rn a n o c r y s t a l s 5 1 3 id e f i n i t i o no f s e m i c o n d u c t o rn a n o c r y s t a l s ”5 8 1 3 2s t r u c t u r e so f s e m i c o n d u c t o r n a n o c r y s t a l s 5 1 3 3f l u o r e s c e n c em e c h a n i s mo f s e m i c o n d u c t o rn a n o c r y s t a l s 7 1 3 4o p t i c a lp r o p e r t i e so f s e m i c o n d u c t o r n a n o c r y s t a l s - - 7 1 3 5s y n t h e s i sm e t h o d so f s e m i c o n d u c t o rn a n o c r y s t a l s 8 81 3 5 1o r g a n i cp h a s es y n t h e s i sm e t h o d s 8 1 3 5 2a q u e o u sp h a s es y n t h e s i sm e t h o d s “1 1 1 3 5 3m i c r o w a v ea s s i s t a n ts y n t h e s i sm e t h o d s 1 3 81 3 6e n e r g ys t a t ep r o p e r t i e sa n ds o l a rc e l la p p l i c a t i o no fs e m i c o n d u c t o r n a n o c r y s t a l s 1 4 1 4c o n c l u s i o n l6 r e f e r e n c e s ”l8 山东人学硕j ：学位论文 c h a p t e r 2 s o l u t i o ns y n t h e s i s ，s t r u c t u r e sa n dp r o p e r t i e so fm i n s 2 s e m i c o n d u c t o r n a n o c r y s t a l s 2 5 2 1i n t r o d u c t i o n 2 5 2 2e x p e r i m e n t a ls e c t i o n 2 6 2 2 1r e a g e n t s 2 6 2 2 2e x p e r i m e n t a lm e t h o d s 2 6 2 2 3c h a r a c t e r i z a t i o no f p r o d u c t s 2 7 2 2 4c a l c u l a t i o no fp l q y 。2 7 2 3r e s u l t sa n dd i s c u s s i o n 2 8 2 3 1p h a s ea n dp u r i t yo f p r o d u c t s ”2 8 2 3 2m o r p h o l o g i e sa n ds t r u c t u r ec h a r a c t e r i z a t i o n 2 9 2 3 3d i f f e r e n tp h a s el a t t i c es t r u c t u r e so f p r o d u c t s 3 0 2 3 4o p t i c a lp r o p e r t i e so f a g l n s 2s e m i c o n d u c t o rn a n o c r y s t a l s 3 1 2 3 5 s u r f a c el i g a n d sa n d m o n o d i s p e r s i t y o f a g i n s 2s e m i c o n d u c t o r n a n o c r y s t a l s 3 3 2 3 6m i c r o w a v ea s s i s t a n ts y n t h e s i so f a g i n s 2s e m i c o n d u c t o rn a n o c r y s t a l s 3 5 2 3 7s e m i c o n d u c t o rn a n o c r y s t a l so f c u i n s 2 3 7 2 4c o n c l u s i o n 3 9 r e f e r e n c e s 4 2 c h a p t e r 3 s o l u t i o ns y n t h e s i s ，s t r u c t u r e s a n d p r o p e r t i e s o fz n s m l n s z c o m p o s i t es e m i c o n d u c t o rn a n o c r y s t a l s 4 5 3 1i n t r o d u c t i o n 4 5 3 2e x p e r i m e n t a ls e c t i o n ”4 7 3 2 1r e a g e n t s 4 7 3 2 2e x p e r i m e n t a lm e t h o d s “4 7 3 2 3c h a r a c t e r i z a t i o no f p r o d u c t s 4 8 3 3r e s u l t sa n dd i s c u s s i o n ”4 8 3 3 1 p h a s ea n ds t r u c t u r eo fz n s a g l n s 2 c o m p o s i t es e m i c o n d u c t o r n a n o c r y s t a l s 4 8 山东人学硕士学位论文 3 3 2h r t e mc h a r a c t e r i z a t i o no fz n s a g i n s 2c o m p o s i t es e m i c o n d u c t o r n a n o c r y s t a l s 。- - 4 9 3 3 3o p t i c a lp r o p e r t i e s o f z n s a g i n s 2c o m p o s i t e s e m i c o n d u c t o r n a n o c r y s t a l s - 5 0 3 3 4o p t i c a lp r o p e r t i e so fz n s a g i n s 2s o l i ds o l u t i o nn a n o c r y s t a l sv i a m i c r o w a v ea s s i s t a n ts y n t h e s i s - - - - - 5 4 3 3 5c o m p o s i t es e m i c o n d u c t o rn a n o c r y s t a l so f z n s c u l n s 2 5 6 3 4c o n c l u s i o n “5 9 r e f e r e n c e s 6 1 a c k n o w l e d g m e n t s 6 5 a p p e n d i x ：r e s e a r c hp a p e r sf i n i s h e di nt h ep e r i o do fm s 6 7 m o n o d i s p e r s e dc a t i o n - d i s o r d e r e dc u b i ca g l n s 2n a n o c r y s t a l sw i t he n h a n c e d f l u o r e s c e n c e 6 8 山东人学硕 学位论文 摘要 半导体纳米晶由于量子尺寸效应和介电限域效应使它们具有独特的光致发 光性能。与传统的有机荧光染料相比，半导体纳米晶具有光化学稳定性高，不 易光解等优良的光学特性。其中i 1 1 1 v 1 2 族半导体纳米晶的合成和应用最近成 为研究的热点。c u i n s 2 、a g i n s 2 等材料具有潜在可应用的性能，最近研究的比 较多，可以统称为m i n s 2 半导体。 本论文主要致力于选择合适的液相合成条件，以及研究不同半导体纳米晶 结构与功能特性来实现对半导体纳米晶的功能调节，获得了一系列高质量的多 功能化纳米结构单元，系统研究了阳离子无序结构以及四面体配位 i i v i i 1 1 1 v 1 2 族半导体复合结构纳米单元的光学性质，结果表明结构控制可以 有效改善或改变纳米结构的发光性能或产生新的功能。具体归纳如下： 1 、运用液相合成方法来制备不同物相结构的m l n s 2 半导体纳米晶。 通过溶液相反应制备了单分散亚稳立方相a g l n s 2 纳米晶，平均尺寸约 2 5 n m 。相比通常的四方、正交相结构，亚稳立方相中a g + 、i n 3 + 无序的占据着 s 2 。的四面体配位空间。随着反应温度和时间的增加，阳离子无序立方相结构向 正交相结构转变。由于阳离子无序立方相a g i n s 2 结构的出现，获得了1 0 左右 的荧光量子产率，远远高于用类似方法制备的正交相a g l n s 2 纳米晶。 用类似的方法合成了立方相和六方相的c u i n s 2 纳米晶，运用高分辨透射电 子显微镜( h r t e m ) 、x 射线粉末衍射( x r d ) 、紫外可见吸收光谱( u v v i s ) 以及 荧光光谱( p l ) 对其进行了表征，为下步的四面体配位i i v i i - i i i v 1 2 族半导体复 合结构的研究提供了结构基础。 2 、四面体配位i i v i i i i i v 1 2 族复合结构纳米晶的制备与性能调节。 i i i i v 1 2 族半导体，例如a g i n s 2 、c u i n s 2 等材料属于窄带系半导体，其半 导体能态结构也比较复杂。依据c u i n s 2 、a g i n s 2 、z n s 半导体的结晶学密切相 关性与能态结构的差异性，设计合成了能态结构可调、尺寸可控的z n s a g i n s 2 、 z n s c u i n s 2 固溶体以及异质复合纳米材料，通过光谱等测试分析手段了解这类 复合晶体结构的宏观光学性能。这两类半导体主要是以四面体配位的结构形式 存在，晶格结构相关度很高，而能态结构差异较大，为能态结构的调节提供了 山东大学硕士学位论文 很大的空间，从而在可见光区产生较宽波长范围的吸收与发光峰分布。 本论文工作借助化学液相合成方法，将纳米材料结构的控制与性能的提高 紧密联系在一起，有望为荧光标记、生物检测、纳米薄膜太阳能电池的探索研 究提供新材料。 关键词：半导体纳米晶；复合结构；a g l n s 2 ；c u i n s 2 ；发光 山东大学硕一i ：学位论文 a b s t r a c t s e m i c o n d u c t o rn a n o c r y s t a l sh a v eu n i q u eo p t i c a la n de l e c t r i c a lp r o p e r t i e s ，d u et o q u a n t u ms i z e e f f e c ta n dd i e l e c t r i cc o n f i n e m e n te f f e c t i nc o m p a r i s o nw i t hd y e s ， s e m i c o n d u c t o rn a n o c r y s t a l sh a v eg o o dp h o t o s t a b i l i t ya n dn e g l i g i b l ep h o t o b l e a c h i n g t h es y n t h e s i sa n da p p l i c a t i o no fi - i i i - v 1 2g r o u ps e m i c o n d u c t o rn a n o c r y s t a l sh a v e a t t r a c t e dm u c hr e s e a r c hi n t e r e s t st h e s ed a y s i nt h o s em a t e r i a l s ，c u i n s 2a n da g i n s 2 h a v eb e e nf o c u s e do nb yr e s e a r c h e r sb e c a u s eo ft h ec h a r a c t e r i s t i c sf o rp o t e n t i a l a p p l i c a t i o n s ，w h i c hc o u l db ec a l l e dm i n s 2s e m i c o n d u c t o r s i nt h i sd i s s e r t a t i o n ，c h e m i c a ls o l u t i o nm e t h o d sa r ee x p l o r e dt or e a l i z et h e f u n c t i o n a l - a d j u s t m e n to fs e m i c o n d u c t o r - b a s e dn a n o s t r u c t u r e sa n dm o d u l a t en o v e l p r o p e r t i e s ，a c c o m p a n i e db yu n d e r s t a n d i n gt h es t r u c t u r a la n df u n c t i o n a lc o r r e l a t i o n so f s e p a r a t e c o n s t i t u e n t s as e r i e so fc a t i o n - d i s o r d e r e dn a n o s r u c t u l ea n dt e t r a h e d r a l c o o r d i n a t i o ni i v i i i i i - v 1 2 g r o u p s e m i c o n d u c t o rc o m p o s i t es t r u c t u r a lu n i ta r e s u c c e s s f u l l ys y n t h e s i z e d ，a n d t h e i ro p t i c a l p r o p e r t i e s a les y s t e m a t i c a l l ys t u d i e d f u r t h e r s t u d y s h o w st h a tt h ef l u o r e s c e n c ep r o p e r t i e so ft h e s ec o n t r o l l a b l e n a n o s t r u c t u r e sh a v eb e e nl a r g e l ye n h a n c e do rm o d i f i e d ，o re v e nr e s u l t i n gi nn o v e l f u n c t i o n s t h es u m m a r ya r ea sf o l l o w s ： 1 f a b r i c a t i o no fm i n s 2s e m i c o n d u c t o rn a n o e r y s t a l sw i t hd i f f e r e n tc r y s t a l - s t r u c t u r e sv i ac h e m i c a ls o l u t i o nm e t h o d s m o n o d i s p e r s e dm e t a s t a b l ec u b i ca g l n s 2n a n o e r y s t a l sw i t ha na v e r a g es i z e o f a r o u n d2 5n n la r eo b t a i n e dv i aas o l u t i o n p h a s er e a c t i o n i nc o n t r a s tw i t ht h eu s u a l c h a l c o p y r i t ea n do r t h o r h o m b i cp h a s e ，a g + a n di n 3 + c a t i o n si nm e t a s t a b l ec u b i ca g i n s 2 a r e r a n d o m l y c o o r d i n a t e d b y f o u rs 2 _ a n i o n s a p h a s e t r a n s i t i o nf i o m c a t i o n d i s o r d e r e dc u b i ct oo r t h o r h o m b i ca g l n s 2o c c u r sw i t ht h ei n c r e a s e dr e a c t i o n t e m p e r a t u r eo re l o n g a t e dr e a c t i o nt i m e t h ep h o t o l u m i n e s c e n c eq u a n t u my i e l d o f c a t i o n - d i s o r d e r e dc u b i ca g l n s 2n a n o c r y s t a l sc o u l dr e a c h10 a tr o o mt e m p e r a t u r e ， w h i c hi sm u c hh i g h e rt h a nt h a to fo r t h o r h o m b i ca g l n s 2n a n o c r y s t a l so b t a i n e dv i aa s i m i l a ra p p r o a c h 山东大学硕士学位论文 c u b i ca n d h e x a g o n a ls t r u c t u r a lc u i n s 2n a n o c r y s t a l sa r es y n t h e s i z e dv i aas i m i l a r m e t h o d ，a n dc h a r a c t e r i z e db yh r t e m ，x r d ，u v - v i sa n dp l ，w h i c ho f f e r ss t r u c t u r a l b a s e st ot h er e s e a r c ho ft e t r a h e d r a lc o o r d i n a t i o ni i v i i - i i i - v hg r o u ps e m i c o n d u c t o r c o m p o s i t en a n o s t r u c t u r e s 2 f a b r i c a t i o no ft e t r a h e d r a lc o o r d i n a t i o ni i v i i i i i v 1 2g r o u ps e m i c o n d u c t o r c o m p o s i t en a n o s t r u c t u r e sw i t hm o d i f i e df l u o r e s c e n c ep r o p e r t i e s i i i i v 1 2g r o u ps e m i c o n d u c t o r sh a v ec o m p l e xe n e r g yb a n ds t r u c t u r e s ，s u c ha s c u l n s 2a n da g i n s 2b e l o n gt on a r r o wb a n dg a ps e m i c o n d u c t o r s a c c o r d i n gt ot h ec l o s e c o m p a r a b i l i t yo fc r y s t a ls t r u c t u r e sa n dt h ed i f f e r e n c e so fe n e r g yb a n dg a p sa m o n g c u l n s 2 ，a g l n s 2a n dz n ss e m i c o n d u c t o rn a n o c r y s t a l s ，s i z ec o n t r o l l a b l ez n s a g l n s 2 ， z n s c u i n s 2s o l i ds o l u t i o na n dh e t e r o s t r u c t u r a ln a n o c r y s t a l sw i t hm o d i f i e de n e r g y b a n dg a p sa r es y n t h e s i z e da n dc h a r a c t e r i z e db ys p e c t r u mf u n c t i o n s b e c a u s et h e s e s e m i c o n d u c o r sh a v ec o m m o nt e t r a h e d r a lc o o r d i n a t i o ns t r u c t u r e s ，s i m i l a rc r y s t a l l a t t i c ep a r a m e t e r sa n dd i f f e r e n te n e r g yb a n ds t r u c t u r e s ，i ti sp o s s i b l et or e a l i z et h a tt h e a b s o r p t i o na n df l o u r e s c e n c es p e c t r aw h i c h m a t c ht h em o d i f i e db a n dg a p sa r e e n h a n c e da n da d j u s t e di nt h er a n g eo fv i s i b l el i g h ts e c t i o n i nc o n c l u s i o n ，t h i sd i s s e r t a t i o nv i ac h e m i c a ls o l u t i o ns y n t h e s i sm e t h o d sc o m b i n e s t h es t r u c t u r a lc o n t r o la n dc h a r a c t e r i s t i cp r o m o t i o no fn a n o c r y s t a l s ，w h i c hc o u l d p r o v i d ea p p l i c a b l em a t e r i a l s i nm a n yf i e l d s ，s u c ha sf l u o r e s c e n c e l a b e l i n g ，l i f e d e t e c t i n g ，n a n o s t r u c t u r a lh e t e r o j u n c t i o ns o l a rc e l l ，e t c k e y w o r d s ：s e m i c o n d u c t o rn a n o c r y s t a l ； c o m p o s i t es t r u c t u r e ；a g i n s 2 ；c u l r l s 2 ； 山东人学硕一? 学位论文 1 1 i n o c x r d t e m h r t e m s e m s a e d e d s j c p d s f e e h e p q d s u v 二v i s p l m 0 1 x p s m l g m l n h p l q y 符号说明 纳米 摄氏度 x 射线粉末衍射 透射电镜 高分辨透射电镜 扫描电镜 选区电子衍射 表面元素分析 粉晶衍射卡片数据库 面心立方相 六方相 量子点 紫外可见吸收光谱 荧光光谱 摩尔 x 射线光电子能谱 毫升 克 分钟 小时 荧光量子产率 山东人学硕上学位论文 山东人学硕f ：学位论文 第一章绪论 1 1 引言 煤、石油、天然气等不可再生能源的使用是现代社会快速发展的基石，但是 地球上的不可再生能源储量有刚1 】：据综合估算，石油的储量为1 1 8 0 1 5 1 0 亿吨， 按当今的开采速度( 约3 5 亿吨年) ，将在本世纪中叶枯竭；煤的储量约为5 6 0 0 亿吨， 现在的年开采量约3 3 亿吨，即使以后开采速度不增长，也只能维持1 5 0 1 6 0 年； 天然气储备量约1 3 1 8 0 0 兆- - - - 1 5 2 9 0 0 兆立方米，如果按照目前的开采，约为2 3 0 0 兆立方米年计算，也只能维持6 0 年左右。如何提供一种能长久使用且清洁安全 的可再生能源成为目前国际上最为迫切的问题。在目前人类大力发展的可再生能 源中，太阳能比水能、风能成本低，应用范围广泛，又比核能安全，是人类取之 不尽用之不竭的清洁可再生能源。由于具有绝对的安全性、充分的清洁性、资源 的相对充足性和广泛性、免维护性等优点，太阳能被认为是2 1 世纪最重要的新能 源。 为了更好地利用太阳能，必须要解决的重要问题是太阳能的有效捕获和利 用。太阳能转换的形式多种多样，但最基本的还是将太阳光转化为化学能和电能。 从历史上看，人类很早就开始利用太阳能，但只利用了其热能方面。近代以来， 光电转换开创了更好利用太阳能的途径。由于电能很容易进一步转化为其他形式 的能量，因此，将太阳能转换为电能的研究受到了科学家们的广泛重视1 2 】。 我国是世界上能源消耗增长最快的国家之一，也是一个温室气体排放大国。 据统计，我国能源消耗约占世界的8 9 ，但工业废气排放量很高，其中s 0 2 排放 量为世界第一，占世界总排放量的1 5 1 左右；c 0 5 排放量约为世界的1 3 6 ，是 世界第二【3 1 。近年来我国耗费了大量财力用于控制能源消耗和治理污染，解决能 源问题同样也是我国当前发展的重中之重。我国太阳能资源丰富，陆地面积每年 接收的太阳能辐射总量在3 3 1 0 3 8 4 1 0 3k j ( m 2 a ) 之间，相当于2 4 1 0 4 亿吨标准 煤，只要能利用太阳能辐射总量的1 ，就能大幅度解决我国的能源消耗，因此 开发利用太阳能成为我国解决能源和环境问题的重要途径之一【4 j 。 另外，由于氢能是一种理想的环境友好的绿色能源，利用太阳能光解水，将 之转化为可储存的氢化学能也是当前世界各国科学家关注的领域。19 7 2 年h o n d a 1 山东大学硕七学位论文 和f u j i s h i m a i 5 j 发现太阳光照射n t i 0 2 半导体电极能分解水得到氢气，开始了人类 利用太阳能直接光解水制氢的研究。从以t i 0 2 为代表的金属氧化物催化剂到多种 新型光催化剂，人们对光解水催化材料进行了大量的研究，已在光催化剂的制备、 性能改进、以及光催化理论等方面取得很大进展。 传统的光伏电池是基于单晶硅的p n 结结构，这种太阳能电池的最高理论效 率为3 0 t 6 1 ，实际商业模块的效率低于1 5 。由于单晶硅较高的制造成本，影响 了单晶硅太阳电池的商业化普及。半导体纳米结构具有较高的吸收系数和能带结 构可调节的量子效应，利用纳米结构构造的多重带宽叠层光伏电池可得到6 9 的 最高理论效率【”。 1 2 半导体纳米材料 半导体纳米结构材料是纳米材料的一个重要组成部分，主要包括i i 族( 如 z n o ，c d s ，c d s e ) 、i i i - v 族( 如c a a s ，i n a s ，i n s b ) 、i - v i i 族( 女o c u c l ，c u b r ，a g b r ) 、 过渡金属氧化物( 女h t i 0 2 ，f e 2 0 3 ) 、单质( ! 1 1 1 s i ，s e ) 以及具有在可见和近红外区有 很强吸收带和荧光发射峰性质的有机功能材剃8 】等。其中，研究较多的是无机半 导体纳米材料。 1 2 1 半导体纳米材料的分类 对于半导体材料而言，半导体