离子掺杂、界面修饰在量子点敏化太阳能电池中的应用
2014中国功能材料科技与产业高层论坛——半导体量子点理论上在一个高能量光子作用下，能产生多个激子（电子-空穴对），即多重激子效应，利用其制备的激子型太阳能电池，如量子点敏化太阳能电池，可以突破传统P-N结太阳能电池的Shockley-Queisser极限（33%)模型，期望获得更局的光电转换效率(41%)。但是与传统太阳能电池相比，其光电转换效率依然较低（~5%)，其中最重要的原因之一就是电子与空穴复合严重。对于量子点敏化太阳能电池，量子点激发的电子需快速转移和传输到介孔电极上，但传输中极易与空穴复合，这是降低光电转换效率的主要因素。基于此，我们建立了电子-空穴复合路径模型，并对负载量子点的电极进行特定设计，引人界面修饰来调控电子的传输和复合，该方法可以同时实现：1)提高介孔材料表面积，增加量子点的负载量，获得更高的光生电流密度；2)建立表面能垒，阻断电子与量子点和电解质中的空穴复合，进而提高电子传输寿命。其结果电子寿命显著延长，光电转换效率提高了2倍以上。在此基础上，引人离子掺杂来降低量子点的激发态，提高量子效率，进一步提高光电转换效率30%以上。最后得到光电转换效率超过6%的量子点敏化太阳能电池，这是当前最高光电转换效率之一。
关键词： 量子点敏化太阳能电池 离子掺杂 界面修饰 电极 2014中国功能材料科技与产业高层论坛
主讲人：副教授 田建军 机构：北京科技大学
时长：0:18:13 年代：2014年
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