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通过具有级联能量结构的双敏化剂将环保型量子点敏化太阳能电池的性能提升至超过13%的效率
摘要： 通常，高光捕获效率、电子注入效率和电荷收集效率是实现高效量子点敏化太阳能电池（QDSCs）的先决条件。然而，单一量子点敏化剂很难同时满足这三项要求。研究表明，通过采用环保型Zn-Cu-In-Se和Zn-Cu-In-S双量子点敏化剂并利用级联能级结构，采用共敏化策略可以巧妙平衡这些参数。实验结果表明：i) 双量子点组合能提升电池的光捕获能力，尤其在可见光波段；ii) 共敏化方法得益于所用两种量子点敏化剂的级联能级结构，有助于促进电子注入；iii) 由于TiO2表面量子点覆盖度提高，抑制了电荷复合过程，从而显著增强电荷收集效率。由此，该共敏化策略使液态结QDSCs在AM 1.5G 1太阳光照下创造了12.98%的新认证效率纪录。此外，所构建电池在高湿度环境下表现出良好稳定性。
关键词： 环保太阳能电池、量子点敏化太阳能电池、共敏化
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过乙酸甲酯纯化与改性配体交换制备环保稳定的硫化银铋量子点太阳能电池
摘要： 从环保角度出发，学术界和工业界都亟需无毒或低毒的光伏材料及制备工艺。然而目前大多数高效量子点太阳能电池的制备仍依赖重金属和有毒溶剂，可能引发严重生态问题。本研究基于无铅活性材料二硫化银铋、低毒溶剂乙酸甲酯纯化以及自主研发的配体交换工艺，探索了量子点太阳能电池的制备方法。每沉积一层量子点均采用两次四甲基碘化铵静态配体交换处理，并在每次交换后用甲醇冲洗量子点薄膜以促进配体交换并清除有机残留物。所制备的二硫化银铋量子点太阳能电池展现出优异的功率转换效率与良好稳定性：最佳效率达4.57%（开路电压0.445V，短路电流18.87mA/cm2，填充因子54.4%），在充氮手套箱及30%相对湿度的空气中存放150天后仍保持95%以上的初始效率。该研究证实了采用无毒/低毒量子点及溶剂制备量子点太阳能电池的可行性，将推动该技术的发展与商业化进程。
关键词： 低毒溶剂、硫化铋银、性能、环保太阳能电池、无铅量子点、配体交换
更新于2025-09-11 14:15:04