文献类型：会议

作　　者：仇鹏 胡玉玉 卫会云

作者单位：北京科技大学数理学院,磁光电复合材料与界面科学北京市重点实验室

会议文献：第十届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会论文集

会议名称：第十届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会

会议日期：20230506

会议地点：中国北京

出版日期：20230500

学会名称：中国科学院物理研究所清洁能源实验室

语　　种：中文

摘　　要：尽管目前量子点敏化太阳能电池（QDSCs）已经获得超过16%的光电转换效率[1],进一步调控改善量子点（QDs）/TiO光阳极界面电子转移和传输对于提升电池性能仍有重要意义。氮化镓（GaN）具有极高的理论电子迁移率以及与Ti O相近的能带位置。因此,我们尝试借助等离子体增强原子层沉积（PEALD）技术在240℃将超薄GaN层沉积在Ti O光阳极/量子点表面,用以改善光生电子的抽取和传输[2]。研究表明在Ti O、GaN和QDs之间存在阶梯式的能带排列,从而促进了光生电子的抽取和收集。同时,得益于PEALD技术的自限制反应特性,使QD与GaN形成Type-II型核壳结构,从而在增强光吸收的同时使吸收边红移。此外,致密的Ga N层还可有效阻挡光生电子由Ti O向QDs或电解液的逆向传输,提高电子收集效率。尽管GaN的沉积条件给量子点质量带来一些负面影响而造成电池填充因子的降低,沉积有0.68 nm厚Ga N层的电池仍使电池效率获得提升,特别是短路电流密度获得29%的显著提升。这一研究工作表明Ga N在调制QDSCs界面电荷输运方面具有多重作用,进一步构建可负载足量QDs的比表面积更大的Ga N层将有望完全取代Ti O作为高效QDSCs的光阳极。

关 键 词：氮化镓 等离子体增强原子层沉积  电荷动力学  量子点敏化太阳能电池  电子抽取  

分 类 号：TM914.4]