Oxidlag øger ydeevnen i kvantepriksolceller med nanotråd

Forsøg på at forbedre solceller kan virke som en balancegang, da optimering af en variabel kan kompromittere en anden. Introduktionen af ​​nanotråde til kolloide kvante-dot solceller (CQDSC'er) vakte interesse som et middel til at forbedre en begrænsning i ladningsopsamlingslagets tykkelse. Det høje nanotrådsoverfladeareal medfører dog andre hæmmende faktorer. Nu Jin Chang, Qing Shen og kolleger demonstrerer, hvordan en yderligere modifikation ved hjælp af et oxidlag kan reducere nanotrådens overfladearealeffekter for bedre ydende solceller.

Kolloide kvanteprikker tilbyder en række fordele for solceller:de giver effektive ladningsadskillelseslag til at producere en fotostrøm; har afstembare båndgab; og kan behandles i opløsning ved lave temperaturer. Imidlertid begrænser den lave diffusionslængde for ladningsbærere genereret i kolloide kvanteprikker den maksimale lagtykkelse - den må ikke være tykkere end den afstand, som bærerne kan rejse for at nå heterojunction før rekombination. Denne begrænsede tykkelse begrænser energiabsorptionskapaciteten.

Gennemtrængning af kvantpriklagene med nanotråd heterojunctions kan tillade større tykkelser. Men da rekombination sker ved grænseflader, den højere overflade af nanotråd heterojunctions undergraver den fordel, der er opnået.

Chang, Shen og kolleger ved University of Electro-Communications and CREST i Japan, Universitat Jaume I i Spanien, Kyushu Institute of Technology og King Abdulaziz University i Saudi-Arabien viser, at et titaniumoxidlag kan passivere overfladen af ​​nanotrådene og derved reducere rekombination. Oxidlaget tillader en 40 % forbedring af enhedernes energikonverteringseffektivitet, og de er stabile i luften i over 130 dage.

"Dette arbejde fremhæver betydningen af ​​metaloxidpassivering for at opnå højtydende bulk heterojunction solceller, "afslutter forfatterne." Lade -rekombinationsmekanismen, der er afdækket i dette arbejde, kan belyse den yderligere forbedring af PbS CQDSC'er og/eller andre typer solceller. "