量子点敏化太阳能电池
发布时间:2023-05-07
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量子点敏化太阳能电池(QDSCs)通常会遭受强烈的复合效应或低稳定性,导致效率低下,限制了其实际应用。锑烯的简易液相合成量子点(AMQD)具有独特的形貌和尺寸分布,并被用作首次在量子点子系统中发现了一种有效的光活性材料。AMQD的内在优势具有较强的光-物质相互作用,在可见光范围内具有中等的能带隙和抗氧化性能,能够获得令人印象深刻的光电转换效率(PCE),无迟滞,基于AMQD的太阳能电池可以达到3.07%。此外,所制备的太阳能电池显示出长期的稳定性稳定性,在1000小时后,PCE值保持在初始值的90%以上。鉴于由于合成成本低,光电化学性能优异,我们预计AMQD将具有在太阳能电池和相关光子学应用中前景广阔。AMQD可能为未来的发展提供新的方向快速发展的光伏技术,这是该领域进一步发展的必要条件。本研究中使用的设备架构如图所示,其中TiO2致密层(C-TiO2)在一个FTO上沉积介孔TiO2(M-TiO2)层(F-掺杂氧化锡)玻璃衬底作为电子层逐层生长运输层(ETL),用作存放的支架AMQDs吸收器。通常,C-TiO2层的厚度60纳米,且M-TiO2层的厚度约为400纳米。随着光照的增加,AMQD被渗透到介孔层中吸收材料、空穴传输层(HTL)(螺旋体)和银然后在装置中添加接触电极。能带该装置的校准(如图1)表明电子-空穴在AMQDs吸收体中产生的对通过注入电子进入M-TiO2并通过孔传输传输孔将材料(HTM)连接到银接触电极。在这个过程中,C-TiO2层有效地防止了材料之间的直接接触AMQD和FTO层。此外,C-TiO2层可防止AMQD中的价带空穴无法到达FTO前电极。随着这些选择性接触的建立AMQDs吸收体中产生的电子被有效收集通过对M-TiO2进行ETL,并转移至FTO前电极通过C-TiO2,通过Ag触点收集到电极。
图1.基于AMQDs敏化剂的固态QDSSC器件的能量示意图。