Ⅳ-Ⅵ族化合物量子点的合成及其在太阳电池的应用

【作者】 郑涛； 侯国付； 张晓丹； 赵颖；

【机构】 南开大学光电子薄膜器件与技术研究所；

【摘要】 胶体量子点太阳电池是下一代太阳电池的一个研究重点。由于量子点独特的物理性质,基于量子点的太阳电池有望打破S-Q效率极限。而Pb Se量子点太阳电池的多激子效应[1]已经在2011年被实验证实,EQE效率最高值可以达到114%[2]。量子点的合成方法主要包括外延生长(MBE)[3]、光刻[3]、热注入[4]等。其中热注入方法对设备的要求相对低,操作简便,各种形貌的量子点可控,已成为量子点合成的主要方法[5]。本文采用热注入的方法在空气氛围中合成PbX(X=S,Se)量子点,液体石蜡和磷酸三丁酯(TBP)作为不同的溶剂优化Pb Se量子点的合成;使用六甲基二硅硫烷(TMS)作为硫源合成了第一激子吸收峰在900~1500nm分布的Pb S量子点。通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和吸收光谱等测试手段对合成的物质进行成分与光学性能分析表征,对比研究了Ⅳ-Ⅵ族化合物量子点在成核过程中的差异。结果表明在相同的实验条件下Pb S量子点的反应条件相对温和,量子限域效应明显;而Pb Se量子点的合成对环境的要求更加严苛,反应温度更高,量子点的尺寸分布更宽。最后将合成的Pb S量子点运用到异质结太阳电池获得1.77%的效率值。更多还原