【概述】

鈣鈦礦量子點(diǎn)半導(dǎo)體具有優(yōu)異的光電應(yīng)用特性，這類(lèi)結(jié)構(gòu)中的陽(yáng)離子組成和表面配體可調(diào)性很大，使其能夠與用溶劑中的前驅(qū)體制備形成前所未有的薄膜鈣鈦礦器件結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，光電器件中的異質(zhì)結(jié)構(gòu)會(huì)影響整個(gè)器件的電子能級(jí)和空穴能級(jí)。通過(guò)鈣鈦礦量子點(diǎn)的逐層沉積，可很好的創(chuàng)建一個(gè)內(nèi)部異質(zhì)結(jié)，從而促進(jìn)內(nèi)部的電荷分離，從而改進(jìn)光載流子捕獲，大大提高了鈣鈦礦量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池的光伏性能。

    本實(shí)驗(yàn)中采用Newport Oriel Sol3A 太陽(yáng)光模擬器和量子效率測(cè)試系統(tǒng)共同測(cè)試制備出的鈣鈦礦量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池的光電效率。 其中，Oriel Sol3A 太陽(yáng)光模擬器采用單燈設(shè)計(jì)，滿足全部 3A 級(jí)性能標(biāo)準(zhǔn)，而不影響其 1 個(gè)太陽(yáng)光強(qiáng)輸出功率。AAA 級(jí)的首字母代表光譜匹配度，第二個(gè)字母代表空間均勻性，第三個(gè)字母代表時(shí)間穩(wěn)定性。Sol3A 太陽(yáng)光模擬器符合以下三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 AAA 級(jí)認(rèn)證：IEC 60904-9 2 (2007)、JIS C 8912 和 ASTM E 927-05。

【實(shí)驗(yàn)/設(shè)備條件】

Newport Oriel Sol3A 太陽(yáng)光模擬器和量子效率測(cè)試系統(tǒng)

選用型號(hào)94043A和Oriel IQE-200B

【實(shí)驗(yàn)/操作方法】

選用型號(hào)94043A和Oriel IQE-200B等產(chǎn)品，來(lái)測(cè)試制備的鈣鈦礦量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池的光電流-電壓和光電轉(zhuǎn)化效率等

【實(shí)驗(yàn)結(jié)果/結(jié)論】

Fig.1 太陽(yáng)能電池的光伏性能。a圖結(jié)構(gòu)器件的橫斷面STEM-HAADF圖像。b和c圖是從開(kāi)路到短路J-V曲線。d和e圖是通過(guò)反掃描測(cè)量不同組成的器件在0.95 V處J-V曲線。

通過(guò)制作了一系列太陽(yáng)能電池，比較觀察到在設(shè)備的反向和正向掃描過(guò)程中存在不可忽略的滯后，經(jīng)計(jì)算在0.950 V時(shí)從穩(wěn)定功率輸出獲得的轉(zhuǎn)換效率PCE高可達(dá)15.52%。

結(jié)果：通過(guò)控制沉積過(guò)程，可以在鈣鈦礦層中任意位置定位空間異質(zhì)結(jié)構(gòu)。其轉(zhuǎn)換效率PCE高可達(dá)為15.52%。此外，通過(guò)這個(gè)方法應(yīng)該可以有更大的設(shè)計(jì)空間，這將影響很多鈣鈦礦量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，如led、晶體管(自旋電子或量子信息處理等)。

【儀器/耗材清單】