NaGdF₄:Er³⁺/Yb³⁺纳米棒增强钙钛矿太阳能电池效率的研究

【作者】 吴炯桦； 魏淑萍； 程树英；

【机构】 福州大学物理与信息工程学院；

【摘要】 有机无机杂化钙钛矿太阳能电池（PSC）以双载流子输运、高缺陷容忍度等卓越的半导体特性,成为了目前科研人员研究的热点,效率从3.8%发展到了目前的25.8%。但是钙钛矿材料带隙为1.6 eV,只能吸收800 nm以下的太阳光谱,从而导致太阳光谱中近红外光（NIR）的能量损失。而利用上转换材料帮助钙钛矿吸收近红外辐射,从而拓宽吸收光谱,提高钙钛矿太阳电池效率是另一种有效的办法。在该项工作中,我们在氯苯反溶剂中分散NaGdF₄纳米棒,NaGdF₄纳米棒能够将低能量的红光转换为高能量的绿光,从而实现光的上转换。光电流-时间（J-T）特性曲线表明反溶剂添加剂NaGdF₄的加入使得器件对980 nm的激光产生响应,扩大器件光学响应范围,并通过上转换效应将近红外光转换为可见光产生额外的光电流,拓宽PSC对太阳吸收光谱的利用。进一步研究表明,纳米颗粒可以有效填充晶界处的孔洞和间隙,修饰钙钛矿晶粒晶界,减少载流子复合,有效提高了器件的光电转换效率。本研究证明了上转换发光纳米粒子在psc中的作用,为未来的钙钛矿太阳电池反溶剂添加剂与上转化材料结合提供了新的思路和方法。更多还原