Ag₂Se量子点共敏化固态染料敏化太阳能电池光电性能研究

杨英^1,2,3，潘德群^1,2,3，张政^1,2,3，陈甜^1,2,3，韩晓敏¹，张力松¹，郭学益^1,2,3

1. 中南大学冶金与环境学院2. 有色金属资源循环利用湖南省重点实验室3. 有色金属资源循环利用湖南省工程研究中心

摘 要：采用水相共沉积法制备Ag₂Se量子点（QDs）,并与染料共敏化制备固态染料敏化太阳能电池（DSSCs）。考察了Ag₂Se量子点不同敏化方式（TiO₂/N719/QDs, TiO₂/QDs/N719）及敏化时间（0～5 h）对DSSCs性能的影响。通过透射电子显微镜（TEM）和紫外-可见光谱图（UV-Vis）对Ag₂Se量子点结构及光学性质进行了表征;采用光调制光电流/电压谱（IMPS/VS）以及交流阻抗谱（EIS）对器件中载流子传输过程进行了研究。TiO₂/QDs/N719的电池器件比TiO₂/N719/QDs具有更高的单色光量子转化效率（IPCE）及光电转化效率,这是由于TiO₂/QDs/N719可以吸附更多的量子点和染料。随着Ag₂Se量子点敏化时间的延长,光电转化效率先提高后降低,最高达到3.97%。Ag₂Se量子点在器件中起到了阻挡层作用,可以促进电子传输,抑制电子-空穴复合。而随着量子点敏化时间超过2h,电子陷入陷阱的几率增加,导致器件的光伏性能下降。

关键词：Ag2Se量子点;水相共沉积法;共敏化;染料敏化太阳能电池;