ZnO/PbS量子点异质结太阳能电池结构调控研究

【摘要】：利用氧化锌溶胶-凝胶(Sol-Gel)、锌盐乙醇溶液(ES)和氧化锌纳米粒子溶液(NP)三种不同的籽晶层前驱液,在ITO衬底上通过化学浴沉积方法(CBD)制备出了一维氧化锌纳米棒阵列薄膜,并在所制备的氧化锌纳米棒阵列薄膜上构筑了具有"三维"异质结结构的PbS量子点太阳能电池。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和透射光谱分析等研究了籽晶层对氧化锌纳米棒阵列薄膜形貌、结构和光学性质的影响;结合电池性能测试结果,比较分析了"三维"异质结结构和"平面"异质结结构对电池性能的影响。结果表明:在ES籽晶层上生长的氧化锌纳米棒阵列薄膜的取向性最好,Sol-Gel次之,NP最差;在ES和Sol-Gel籽晶层上生长2 h的样品透射率在80%左右;与"平面"异质结结构PbS量子点电池相比,基于氧化锌纳米棒阵列薄膜制备的"三维"异质结结构电池的短路电流可提高40%,表明"三维"异质结结构有利于载流子的分离和输运。 【作者单位】： 太原理工大学新材料界面科学与工程教育部和山西省重点实验室国家地方联合工程研究中心;常州大学江苏省太阳能电池材料与技术重点实验室;电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室;
【关键词】： ZnO薄膜 纳米棒阵列 PbS量子点 “三维”异质结 太阳能电池
【基金】：国家自然科学基金(21471111,61475110) 江苏省太阳能电池材料与技术重点实验室开放课题(201205) 电子薄膜与集成器件国家重点实验室开放课题(KFJJ201406) 山西省科技创新重点团队(2012041011) 山西省青年科技研究项目基金(2014021019-1)
【分类号】：TM914.4
【正文快照】： (Received 27 March 2015,accepted 21 April 2015)1引言量子点太阳能电池由于具有可溶液工艺制备、光谱吸收范围可调以及潜在的多激子产生效应等特点,有望实现低制造成本和高能量转化效率的目标[1]。量子点固态太阳能电池目前通常采用“平面”异质结结构,即由金属氧化物(如Ti

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