本项目采用连续离子层吸附反应法(SILAR)在多孔纳米TiO2电极上依次沉积InxS和CuyS,在S气氛550度条件下真空退火得到CuInS2量子点。材料微结构表征及器件光电化学测试结果表明,随着In-S敏化次数的增加,CuInS2量子点的结晶性能得到改善、内部缺陷减少,并在TiO2/CuInS2界面形成了In2S3缓冲层,使TiO2/CuInS2/多硫电解质界面化学电容、电子复合电阻增大,电子寿命显著提高,界面电子复合大大减少;太阳电池开路电压Voc升高、短路电流Jsc增大 (Voc最高达到0.4V, Jsc最高达到11.2mA/cm2));此外,采用ZnS处理TiO2/CuInS2电极表面,可降低电子复合、提高电子注入效率,使太阳电池性能得到改善;但是当多孔TiO2电极孔道被过度填充,会造成纳米CuInS2敏化电极/电解质界面的比表面积下降,太阳电池填充因子劣化。总之,项目通过对材料内部与表面缺陷的控制、及界面电子复合过程的深入考察,结合理论分析揭示了量子点敏化太阳电池(QDSSCs)界面电子复合的主要途径与机制,为进一步降低电子复合、提高太阳电池效率提供了理论与实验依据。
英文主题词CuInS2;quantum dots;polyiodine;sensitized solar cells;interface electron recombination