表面配体和器件结构对PbS胶体量子点电池性能的影响

• 作者: 张勇 张彩峰 李学敏 翟光美 许并社 邵智猛 郑露露 高文辉
• 来源期刊: 发光学报
• 学科: 工学
• 关键词: PbS胶体量子点 太阳能电池 配体 能级结构 稳定性
• 年，卷（期）: 2019,（2）
• 所属期刊栏目: 器件制备及器件物理
• 页码范围: 215-223
• 页数: 9页
• 分类号: TP394.1|TH691.9
• 字数: 4514字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/fgxb20194002.0215

摘要

利用吸收光谱、傅里叶变换红外光谱和循环伏安等表征技术,分析了利用四丁基碘化铵(TBAI)和1,2-乙二硫醇(EDT)配体钝化处理的PbS胶体量子点的光学性质、表面化学及其能级结构,并在此基础上分别以PbS-TBAI薄膜、PbS-EDT薄膜和PbS-TBAI/PbS-EDT薄膜作为有源层制备了PbS胶体量子点/ZnO纳米粒子异质结太阳能电池,以比较研究表面配体和器件结构对器件光伏性能及其稳定性的影响.结果表明,TBAI和EDT均能与PbS胶体量子点表面原有的油酸配体实现良好置换,但是配体置换之后量子点表面均残留少量油酸分子;PbS-TBAI薄膜的导带底为-5.12 eV,价带顶为-3.86 eV,而PbS-EDT薄膜的导带底为-4.99 eV,价带顶为-3.74 eV,后者相对前者出现了明显的能带上移;PbS-TBAI/PbS-EDT双配体器件的光伏性能最优,能量转化效率达到4.43％;随着空气暴露时间的增加,PbS-TBAI/PbS-EDT双配体器件和PbS-TBAI单配体器件表现出相似的性能变化趋势,于3 d后达到最优光伏性能,而PbS-EDT单配体器件的空气稳定性差,3 d后的能量转换效率下降至初始效率的1/4.本工作的研究结果将不仅有助于加深对PbS胶体量子点电池性能变化规律的认识,而且有望促进该类电池制备技术的进一步优化.