ZnO/PbS量子點異質結太陽能電池結構調控研究

【摘要】：利用氧化鋅溶膠-凝膠(Sol-Gel)、鋅鹽乙醇溶液(ES)和氧化鋅納米粒子溶液(NP)三種不同的籽晶層前驅液,在ITO襯底上通過化學浴沉積方法(CBD)制備出了一維氧化鋅納米棒陣列薄膜,并在所制備的氧化鋅納米棒陣列薄膜上構筑了具有"三維"異質結結構的PbS量子點太陽能電池。通過掃描電鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)和透射光譜分析等研究了籽晶層對氧化鋅納米棒陣列薄膜形貌、結構和光學性質的影響;結合電池性能測試結果,比較分析了"三維"異質結結構和"平面"異質結結構對電池性能的影響。結果表明:在ES籽晶層上生長的氧化鋅納米棒陣列薄膜的取向性最好,Sol-Gel次之,NP最差;在ES和Sol-Gel籽晶層上生長2 h的樣品透射率在80%左右;與"平面"異質結結構PbS量子點電池相比,基于氧化鋅納米棒陣列薄膜制備的"三維"異質結結構電池的短路電流可提高40%,表明"三維"異質結結構有利于載流子的分離和輸運。 【作者單位】： 太原理工大學新材料界面科學與工程教育部和山西省重點實驗室國家地方聯(lián)合工程研究中心;常州大學江蘇省太陽能電池材料與技術重點實驗室;電子科技大學電子薄膜與集成器件國家重點實驗室;
【關鍵詞】： ZnO薄膜 納米棒陣列 PbS量子點 “三維”異質結 太陽能電池
【基金】：國家自然科學基金(21471111,61475110) 江蘇省太陽能電池材料與技術重點實驗室開放課題(201205) 電子薄膜與集成器件國家重點實驗室開放課題(KFJJ201406) 山西省科技創(chuàng)新重點團隊(2012041011) 山西省青年科技研究項目基金(2014021019-1)
【分類號】：TM914.4
【正文快照】： (Received 27 March 2015,accepted 21 April 2015)1引言量子點太陽能電池由于具有可溶液工藝制備、光譜吸收范圍可調以及潛在的多激子產生效應等特點,有望實現(xiàn)低制造成本和高能量轉化效率的目標[1]。量子點固態(tài)太陽能電池目前通常采用“平面”異質結結構,即由金屬氧化物(如Ti

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