1、由于石墨烯具有高透過(guò)率、高電導(dǎo)性、柔韌性好、質(zhì)輕、機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，使其在光伏電池中具有極大的應(yīng)用潛力。與傳統(tǒng)硅基光伏電池相比，基于石墨烯和硅的復(fù)合異質(zhì)結(jié)光伏電池工藝簡(jiǎn)單，適合室溫溶液法制備，有效降低了電池成本，有望應(yīng)用于高效、低成本的光伏電池。但是目前基于石墨烯與硅的復(fù)合光伏電池的轉(zhuǎn)換效率仍然不高，部分是由于肖特基型電池本身性能的制約，因此如何進(jìn)一步提高石墨烯/硅光伏電池的性能是其能否應(yīng)用的關(guān)鍵，也是目前國(guó)際上的研究熱點(diǎn)。

2、
　　本論文主要對(duì)基于石墨烯與硅異質(zhì)結(jié)的高效太陽(yáng)能電池展開(kāi)系統(tǒng)研究。通過(guò)控制合成石墨烯與硅納米陣列，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)男揎椻g化，以及引入電子阻擋層等手段，減少表面復(fù)合，進(jìn)而通過(guò)石墨烯的溶液法轉(zhuǎn)移，構(gòu)筑高性能光伏電池。具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　一、利用化學(xué)氣相沉積(CVD)法在銅箔上制備了大面積單層石墨烯，通過(guò)PMMA輔助方法，實(shí)現(xiàn)了大面積石墨烯的完整轉(zhuǎn)移，并進(jìn)一步利用HNO3摻雜等方式對(duì)石墨烯的電學(xué)性質(zhì)進(jìn)行調(diào)控。此外，利用金屬輔助化

3、學(xué)刻蝕法和電化學(xué)刻蝕法制得了高度規(guī)整的硅納米線和硅納米孔陣列，并對(duì)納米陣列的陷光性能進(jìn)行了細(xì)致研究。
　　二、對(duì)硅納米陣列的表面修飾技術(shù)進(jìn)行了研究，證明通過(guò)硅表面甲基化修飾，可以有效降低硅納米結(jié)構(gòu)表面載流子復(fù)合速率，在調(diào)節(jié)硅表面的能勢(shì)的同時(shí)，提高了表面的抗氧化能力。硅納米陣列表面修飾鈍化是制備高效光伏電池的關(guān)鍵。
　　三、構(gòu)筑了基于石墨烯/平面硅異質(zhì)結(jié)的高性能光伏電池。通過(guò)引入聚3-己基噻吩(P3HT)作為電子阻擋層，并結(jié)合

4、平面硅的表面甲基化修飾，以及優(yōu)化石墨烯的層數(shù)與摻雜，在石墨烯層數(shù)為5層及P3HT厚度為10nm時(shí)，發(fā)現(xiàn)器件性能最優(yōu)，轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到10.56%。
　　四、在平面硅的研究基礎(chǔ)上，進(jìn)一步構(gòu)筑了基于石墨烯與硅納米陣列結(jié)構(gòu)的異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池。除通常使用的硅納米線陣列外，我們還在研究中首次引入納米孔陣列。通過(guò)利用硅納米陣列良好的吸光性能，以及與P3HT形成核殼結(jié)構(gòu)，有利于載流子的分離傳輸?shù)奶匦裕趯?duì)器件結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化的基礎(chǔ)上，制備了轉(zhuǎn)換效