【摘 要】
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由于其最大理论转化效率超过了传统的Shockley-Queisser极限效率,基于量子限域效应、宽光谱响应和提升电子注入效率的新型太阳电池——量子点染料共敏化太阳能电池(Quantum D
【机 构】
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石家庄铁道大学材料科学与工程学院河北大学物理科学与技术学院
【出 处】
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第一届新型太阳能电池暨钙钛矿太阳能电池学术研讨会
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由于其最大理论转化效率超过了传统的Shockley-Queisser极限效率,基于量子限域效应、宽光谱响应和提升电子注入效率的新型太阳电池——量子点染料共敏化太阳能电池(Quantum Dot-Dye Bilayer-Sensitized Solar Cells,QBSC)已经成为目前最具有研究潜力的太阳能电池之一.量子点制备与半导体基底组装方法包括预合成和原位合成两种,其中预合成的量子点通过直接吸附或者分子连接组装到半导体氧化物表面实现光敏功能,但预合成量子点吸附量少,使电池的光利用率下降和界面电子复合过程变得更为严重;原位合成方式是反应物前驱体通过化学浴沉积(CBD)或连续离子层反应吸附法(SILAR)在氧化物半导体基底表面反应生成量子点,这种方法优点是操作简单和量子点吸附量大,缺点是不同吸附能力的离子选择性地吸附在半导体表面,经过清洗后,不能精确的控制量子点各元素的配比.针对以上问题，本文通过真空纳米浇注方法成功在半导体Ti02纳米颗粒(20nm)上一步合成CuInS2量子点，量子点尺寸在2-5nm之间，均匀分布在TiO2颗粒表面，紫外可见图谱显示Ti02@CuInS2纳米材料的可见光吸收边在550nm处抬起，带隙为2.19eV,采用N719为染料制备的量子点染料共敏化太阳能电池(Ti02@CuInS2/N719 )短路电流密度18.44mA/cm2，开路电压0.77V，填充因子0.53，电池效率达到7.15％，高于不掺杂量子点的Ti02/N719电池效率((5.51％)。量子点的引入扩宽了染料敏化太阳能电池的光谱响应范围，减少光生电子与染料HOMO能级的复合几率，同时外层染料也阻碍了电解液对量子点的腐蚀，提高电池转换效率。
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