【摘 要】
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量子点近红外太阳能电池(QDIRSC)可以作为硅基电池和钙钛矿电池的额外补充,以增强对太阳光谱的充分利用.目前,硅基太阳能电池的效率已接近理论极限；因此,研制高效率的窄带隙近红外电池对开发叠层光伏器件有着极为重要的意义.具有高的单分散性且缺陷密度低的PbS量子点是一种带隙可调的理想近红外光伏材料,它可以很好地收集光谱中近红外区域的能量.然而,随着量子点尺寸的增加和能级的变化,传统的电子传输层So-
【机 构】
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华中科技大学 湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号
【出 处】
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第八届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会
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量子点近红外太阳能电池(QDIRSC)可以作为硅基电池和钙钛矿电池的额外补充,以增强对太阳光谱的充分利用.目前,硅基太阳能电池的效率已接近理论极限；因此,研制高效率的窄带隙近红外电池对开发叠层光伏器件有着极为重要的意义.具有高的单分散性且缺陷密度低的PbS量子点是一种带隙可调的理想近红外光伏材料,它可以很好地收集光谱中近红外区域的能量.然而,随着量子点尺寸的增加和能级的变化,传统的电子传输层So-gel ZnO与PbS量子点吸收层之间存在界面缺陷以及能级不适配的问题,使得整个光伏器件的性能难以达到预期,特别是在开路电压和填充因子上.此外,由于其吸收紫外光后,会产生严重的“光诱导分流”和“光催化”现象[1],整个器件会缺乏好的光照稳定性.本工作通过进一步ZnO层的修饰,其表面平整、致密(图1)且对应器件光照稳定,与优选的碘溴配体处理后的大尺寸PbS量子点有着良好的能级匹配.通过阳离子交换方法合成的大尺寸PbS量子点(激子吸收峰～1300nm)作为吸收层[2],其器件性能如图2所示,器件开路电压和填充因子均达到0.5V和61％以上；其全光谱效率为10.33％,1100nm滤光下的效率达到1.15％,与对应器件文献报道的最优值持平.该效率的突破为后续光伏器件的级联,实现超高的太阳能电池效率提供了一种可行的途径.
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PbS量子点具有低成本、可溶液法加工和宽的光谱调节范围(500～ 2500 nm)等优点备受人们关注,是近红外光伏器件的出色原材料.PbS量子点表面原始配体通常与卤素离子配体进行交换,使量子点获得优异的表面钝化和薄膜导电性.[1]然而,离子型配体由于缺乏自身偶极矩,其与量子点表面仅存在单一方向的界面偶极,导致卤素离子配体钝化的量子点具有深能带.特别是近红外(光吸收＞ 1100 nm)PbS量子点,
三维异质结结构通过载流子收集方向与光照方向正交,有效解决量子点薄膜载流子收集受限难题,然而如何实现三维电子传输层结构的可控连续性调节,使其与PbS量子点材料光电性质匹配,仍是三维异质结量子点太阳能电池面临的重要挑战.本工作中,我们采用聚苯乙烯微球模板法[1],结合溶胶-凝胶法,制备了三维异质结太阳能电池.通过调节聚苯乙烯微球尺寸(直径为400 nm、500 nm、600 nm)和溶胶-凝胶过程中的
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由于碳基单原子催化剂的高原子利用率,高导电性和优秀的电催化活性,已经被广泛应用于电催化领域[1,2].本文利用静电纺丝技术制备具有多通道的N掺杂碳纤维负载单原子Co(Co-MCN)电催化材料作对电极用于量子点敏化太阳能电池(QDSSCs).通过SEM、TEM可以观察到Co-MCN拥有多通道结构,而且从图1d可以发现其具有多孔结构,这有利于电解液的扩散和暴露更多的活性位点.TEM中未发现形成Co纳米
量子点敏化太阳能电池由于量子尺寸效应、多激子效应等具有44％的理论效率，具有重要的潜在应用。但是目前其效率仍然低于其他太阳能电池，制约电池性能的最主要原因之一是电池界面处存在着严重的载流子复合。针对此问题，本文采用等离子增强原子层沉积技术(PEALD)在低温下(170-230℃)制备的InN超薄层插入至CdSeTe基量子点太阳能电池光阳极的FTO/TiO2界面处，进行了ALD沉积窗口和电池性能改善
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