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基于染料敏化和硫化铅胶体量子点的四端串联太阳能电池
摘要： 本工作通过采用染料敏化太阳能电池（DSSC）作为顶电池、硫化铅（PbS）胶体量子点太阳能电池（CQDSC）作为底电池，制备了高性能四端溶液法叠层太阳能电池。对于染料敏化顶电池，使用三种不同染料组合并移除二氧化钛（TiO2）散射层以最大化透光率；对于PbS底电池，则比较了不同尺寸的量子点。采用XL染料混合物与890纳米PbS量子点时，实现了超过12%的光电转换效率（PCE），相比单一DSSC或CQDSC子电池显示出显著的效率提升。
关键词： 染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池、硫化铅、四端串联、溶液法制备
更新于2025-09-23 15:21:01
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用于高效PbS量子点太阳能电池的双电子传输层磁控溅射SnO?
摘要： 在这项工作中，我们首次成功证明射频磁控溅射氧化锡（SnO?）可作为高效硫化铅量子点（PbS QD）太阳能电池的合格电子传输层（ETL）替代材料。采用该SnO? ETL的最高性能器件实现了8.4%的效率，与溶胶-凝胶氧化锌（ZnO）基器件（8.8%）相当。优异性能主要源于电流密度的提升，这归功于SnO? ETL的卓越特性——包括高电子迁移率和出色的光学透过率。然而我们也发现，由于表面形貌和能级排列欠佳，溅射SnO?基器件的开路电压和填充因子较低。通过在溅射SnO?薄膜上叠加约10纳米厚的溶胶-凝胶ZnO薄膜形成双电子传输层，我们获得了10.1%的最佳效率——这是PbS QD太阳能电池中采用SnO? ETL实现的最高效率。本研究不仅为提升PbS QD太阳能电池效率开辟了新途径，同时也提供了使用工业兼容溅射技术制备此类电池的可能性。
关键词： 电子传输层，二氧化锡，磁控溅射，硫化铅，量子点太阳能电池
更新于2025-09-23 15:21:01
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Cu2AgInSe4量子点敏化的电纺多孔TiO2纳米纤维作为量子点敏化太阳能电池的高效光阳极
摘要： 为制备高效量子点敏化太阳能电池(QDSC)，采用简单热注入法合成了粒径4.8纳米的低毒四元Cu2AgInSe4量子点。XRD和HR-TEM分析证实其晶粒尺寸与四方晶体结构。能谱分析显示Cu2AgInSe4量子点中Cu:Ag:In:Se原子比为1.98:1.0:1.03:3.86。XPS研究确认了该量子点组成元素的氧化态。通过紫外-可见-近红外吸收光谱和光致发光光谱研究了其光学特性。多孔TiO2纳米纤维(P-TiO2 NFs)由常规静电纺丝TiO2 NFs经溶剂超声处理制得，场发射扫描电镜分析证实其多孔结构。Tauc图测定显示Cu2AgInSe4量子点与TiO2 NFs的带隙分别为1.93电子伏特和3.19电子伏特。采用Cu2S对电极、多硫化物氧化还原电解液及Cu2AgInSe4量子点敏化的P-TiO2 NFs光阳极组装QDSC，测得其光电转换效率(PCE)为4.24%。
关键词： Tauc图，量子点太阳能电池，多孔二氧化钛纳米纤维，Cu2AgInSe4量子点，热注入法
更新于2025-09-23 15:19:57
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用于高效CdS/CdSe共敏化量子点太阳能电池的ZnO@ZIF-8反蛋白石结构光阳极
摘要： 量子点敏化太阳能电池中的光阳极对光收集和电荷转移过程至关重要。本文采用自组装蛋白石模板法制备了三维反蛋白石结构(ZnO@ZIF-8 3D IO)光阳极。该合成光阳极具有完全贯通且直径增大的孔隙结构，从而提升了量子点和电解质的渗透性。同时，规则互联的大孔阵列结构通过慢光子和多重散射效应增强了光捕获能力和电荷转移过程。包覆在ZnO IO表面的ZIF-8壳层不仅提供高孔隙率，还作为保护钝化层降低了界面载流子复合。为研究ZnO@ZIF-8 IO的电荷传输机制，采用级联CdS/CdSe量子点作为敏化剂。得益于IO结构和ZIF-8修饰，基于ZnO@ZIF-8 IO的太阳能电池光电转换效率可达1.75%(1.71±0.04%)，几乎是ZnO IO光阳极电池(0.81±0.05%)的两倍。
关键词： 反蛋白石结构，CdS/CdSe共敏化，ZnO@ZIF-8，光阳极，量子点太阳能电池
更新于2025-09-19 17:13:59
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对掺硅量子点的InAs/GaAs量子点太阳能电池中当前损耗的研究
摘要： 我们先前的研究表明，在量子点（QDs）中引入硅掺杂有助于量子点太阳能电池获得更高的电压。然而，这种改进是以电流损失为代价的。在这项工作中，我们继续研究电流损失的原因，并提出一种在不影响电压的情况下恢复电流的方法。光致发光测量证实，优化i区中GaAs层的厚度可以实现显著的电流增益（约14%），同时电压损失极?。?lt;3%）且量子点质量不受影响。电容-电压测量结果支持电流增益主要源于耗尽宽度的增加。
关键词： 分子束外延，电流恢复，量子点太阳能电池
更新于2025-09-19 17:13:59
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双金属纳米粒子层对高性能量子点太阳能电池的等离激元效应
摘要： 为提升量子点太阳能电池的性能，关键在于高效利用入射阳光以确保吸收最大化。金属纳米颗粒通过等离子体共振聚焦入射光的能力，能借助近场耦合或远场散射等离子体效应产生的强局域作用增强光伏器件的整体吸收。因此，要协同利用这两种等离子体效应，还需在器件结构中合理布置不同等离子体纳米结构。本研究在胶体PbS量子点异质结的电极顶部与底部界面引入Au和Ag两种等离子体纳米颗粒，以进一步提升可见光及近红外波段的吸收效率。实验发现，Ag纳米颗粒表现出强散射特性，而Au纳米颗粒在PbS量子点吸光最强的波长区域产生显著光学效应。这种双等离子体层结构在不牺牲填充因子和开路电压的前提下，显著提高了短路电流和光电转换效率——这可能源于等离子体纳米颗粒与胶体量子点薄膜之间的间接接触效应。
关键词： 量子点太阳能电池、等离激元效应、近场振荡、胶体量子点、光散射
更新于2025-09-16 10:30:52
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高性能固态太阳能电池，结合硫化镉量子点与甲胺铅碘钙钛矿材料
摘要： 自2012年以来，卤化铅钙钛矿CH3NH3PbX3（X=Cl、Br或I）因其优异的结构、光学和电子特性以及在钙钛矿太阳能电池（PSCs）中的应用而成为研究热点。PSCs作为新一代第三代光伏技术，具有低成本、易制备且功率转换效率（PCEs）超过23%的优势，对硅基器件构成挑战。本研究描述了一种新型溶液法制备的PSC结构：FTO/TiO2(CL)/mp-TiO2/CdS/钙钛矿/Spiro-MeOTAD/Ag，采用量子点（QDs）与钙钛矿材料的共敏化策略。这种新电池架构提升了器件性能与特性，并为固态量子点电池的开发提供了可能。
关键词： 量子点太阳能电池、硫化镉、共敏化、钙钛矿太阳能电池
更新于2025-09-12 10:27:22
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一种基于黄铜的原位向内刻蚀策略构建p-p异质结Cu2S/Cu2-xSe材料作为量子点敏化太阳能电池的有效对电极
摘要： 基于黄铜采用原位内蚀法，以Cu(OH)2纳米管为模板制备出Cu2S/Cu2-xSe纳米片复合对电极。由于该材料对多硫化物电解液具有优异的电催化活性，以此构建的量子点敏化太阳电池在1倍太阳光照射下实现了6.10%的显著光电转换效率，较Cu2S/黄铜对电极（5.00%）提升了22%。BET测试、固态J-V测量及瞬态光电流测试结果表明，电催化活性增强源于两方面：一是更大的表面活性面积提供了更多电解液反应位点；二是形成的p-p异质结促进了对电极内更高效的电子转移。此外，通过研究Cu2S/Cu2-xSe异质结的能带结构进一步阐明了界面电子转移行为。电化学阻抗谱、Tafel极化及对称假电池循环伏安测试结果最终证实该对电极具有卓越的电催化活性与稳定性，表明Cu2S/Cu2-xSe复合材料是量子点敏化太阳电池的理想对电极材料。
关键词： Cu2S/Cu2-xSe对电极，电催化活性，量子点太阳能电池，p-p异质结，稳定性
更新于2025-09-11 14:15:04
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抑制界面偶极子以最小化量子点光伏器件中的开路电压损失
摘要： 量子点（QD）光伏器件作为能量转换装置具有应用前景，但其开路电压（VOC）损耗过大。先前研究已发现量子点活性层相关因素会导致VOC损失，包括亚带隙陷阱态和量子点薄膜的多分散性。本研究转而聚焦层间界面，揭示了一个关键的VOC损耗来源：量子点/空穴传输层（HTL）界面的电子泄漏。虽然高带隙有机材料制成的HTL可能适合最小化漏电流，但有机/金属界面形成的偶极子会阻碍最佳能带排列的控制。为解决这一难题，我们引入了由半导体α-六噻吩（α-6T）和金属聚(3,4-乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）组成的双层HTL结构。在α-6T与金电极之间引入PEDOT:PSS层可抑制不良界面偶极子和空穴肖特基势垒的形成，该双层HTL能提供1.35 eV的高电子势垒。与传统MoO3对照器件相比，采用双层HTL在不影响短路电流密度（JSC）的情况下使开路电压提升74 mV，最终获得9.2%的最佳光电转换效率（较相关对照器件提升超40%）?；谇匙畹臀凑挤肿庸斓溃↙UMO）能级的类似结构验证了该双层策略的普适性。
关键词： 能带工程、量子点太阳能电池、界面偶极子、空穴传输层
更新于2025-09-11 14:15:04