南開大學ACS Appl. Mater:CsPbI3鈣鈦礦量子點太陽能電池通過PCBM構建異質結提升效率!發表時間:2024-12-12 15:35 CsPbI3鈣鈦礦量子點(PQDs),憑借其**的光電轉換性能,已成為第三代太陽能電池領域備受矚目的光伏材料之一。然而,CsPbI3 PQD太陽能電池的性能提升一直受限于低載流子提取效率,這一制約因素主要歸因于絕緣配體的存在。 為了打破這一技術障礙,南開大學電子信息與光學工程學院副院長 張建軍教授及其團隊,創新性地引入了半導體分子——[6,6]-苯基C61丁酸甲酯(PCBM),并將其用作CsPbI3 PQD的表面配體。這一創新設計旨在顯著提高光生電荷的提取效率。實驗結果表明,PCBM與CsPbI3 PQD成功形成了II型異質結,這一結構顯著加速了載流子的分離過程。同時,PCBM還能通過調節表面偶極矩,進一步優化CsPbI3 PQD的能級排列。此外,研究團隊在PCBM/CsPbI3 PQD異質結吸收層中還巧妙地構建了能級梯度對齊結構。這一發現不僅極大地促進了載流子的提取,還有效降低了PQD太陽能電池中的載流子復合損失,從而進一步提升了電池的光電轉換效率。 采用這種創新結構的PQD太陽能電池達到了14.23%的光電轉換效率,相較于傳統結構的太陽能電池(光電轉換效率為12.69%)有了顯著提升。這一研究成果不僅展示了該方法在高性能PQD太陽能電池領域的巨大潛力,還為其未來的廣泛應用提供了有力支持。
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