基于硅上直接生长的垂直石墨烯纳米山的光伏电池

摘要： 我们展示了一种基于垂直石墨烯纳米丘（VGNH）的太阳能电池应用，该结构无需催化剂直接生长。通过严格分析电学特性，对比了生长于界面层Al2O3之上的VGNH光伏器件与裸硅器件的性能。界面层的作用是抑制表面复合并增强内建电势。我们的核心工艺可简化大面积器件制备，避免了不可靠的转移过程。此外，通过优化VGNH厚度并对硅表面进行织构化处理，解决了硅高反射率的关键问题。尽管具有垂直结构，厚层VGNH仍实现了低反射率与低串联电阻，有利于获得高光电流。KPFM测量显示VGNH功函数高达~4.7 eV。采用PEDOT:PSS与无机酸HNO3共掺杂后，在0.9 cm2活性面积上实现了10.97%的转换效率。此外，该VGNH基器件在深紫外光下的光电响应度估算为1.196 AW?1。