过渡金属离子掺杂量子点敏化太阳能电池光电转换机理的研究

项目名称： 过渡金属离子掺杂量子点敏化太阳能电池光电转换机理的研究

项目编号： No.51374029

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 矿业工程

项目作者： 田建军

作者单位： 北京科技大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 根据量子点(QD)多重激子效应(MEG)，其所构筑的敏化太阳能电池(QDSC)可以突破传统PN结太阳能电池S-Q极限模型，期望获得更高的理论光电转换效率。但实际上，QDSC的转换效率远低于传统太阳能电池，这是因为QD未形成有效的MEG，且电子-空穴的复合严重导致电子寿命低。为此，本项目提出3d过渡金属离子掺杂CdS/CdSe共敏化QDSC的思想，利用离子多化合价特性，调控S/Se在Cd离子周围的排列顺序，改善QD能带结构，进而扩展吸收光谱范围，降低带隙和激发能态，形成MEG；并利用掺杂离子在QD中形成光生电子-空穴对的浅势捕获阱，降低电子-空穴复合，延长电子寿命。在前期基础上拟重点研究:①掺杂离子在QD晶体结构中的占位及对QD能带结构的影响机制；②阐明MEG产生的热力学条件和QDSC光电转换机理；③揭示电子、空穴分离及在界面传输途径和优化条件；④建立QDSC电子-空穴复合机理模和控制手段。

中文关键词： 量子点；过渡金属离子；太阳能电池；光电转换；

英文摘要： In view of the multiple excitons generation (MEG) as a result of quantum confinement effect of quantum dot(QD), quantum dot sensitized solar cell (QDSC) can break through the S-Q model and get much higher theoretical conversion efficiency than that of tra

英文关键词： quantum dots；transition metal ions；solar cells；photovoltaic conversion；