PLD方法在制备量子点太阳能电池中的应用进展

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn PLD 方法在制备量子点太阳能电池中的应用进展作者：孙爽来源：《中国科技纵横》 2015 年第 05 期【摘 要】 脉冲激光沉积技术（ PLD ）是一种可以在纳米线上直接沉积量子点的温和清洁且有效的方式。 PLD 制备的量子点在空气中稳定性高。与传统的胶体液相合成法，连续的有机层吸附反应（ SILAR ），化学浴沉积（ CBD ），原子层沉积（ ALD ）制备量子点相比， PLD 方法避免了复杂的配合基交换过程，缩短了制备时间。本文主要对近期几篇国外文献报道的关于PLD 方法制备量子点太阳能电池的现状作了归纳和总结。【关键词】 脉冲激光沉积 ;量子点 ;光电转化效率太阳能电池作为近些年的热门电力提供方式，在能量转换效率，年产量等多方面已取得了长足的进展。现在市面上的太阳高能电池主要有：硅太阳能电池，有机聚合物电池，多晶体薄膜电池，有机薄膜电池等。目前，处于研发中的太阳能电池主要有染料敏化太阳能电池和量子点太阳能电池两类。其中染料敏化电池是利用光合作用原理，研发出来的一种新型电池，其优势在于：原材料丰富、成本低、工艺技术相对简单，对保护人类环境具有重要的意义。本文主要介绍 PLD 方法制备的量子点太阳能电池。量子点太阳能电池是第三代太阳能光伏电池，也是目前最新、最尖端的太阳能电池之一，其尺度介于宏观固体与微观原子、分子之间，在理论计算时可当作大分子处理。与其它吸光材料相比，量子点具有独特的优势：量子尺寸效应。通过改变量子点的大小，就可以使太阳能电池吸收特定波长的光线，即小量子点吸收短波长的光，而大量子点吸收长波长的光。量子点最为太阳能光伏电池将能起到以下作用：（ 1）吸收系数增大：量子点限域效应使能隙随粒径变小而增大，所以量子点结构材料可以吸收宽光谱的太阳光。（ 2）带间跃迁，形成子带：其光谱是由于带间跃迁的一系列线谱组成。（ 3）量子隧道效应与载流子的输运：光伏现象的实质是材料内的光电转换特性，与电子的输运特性有密切关系。目前，量子点太阳能电池多采用 Zn2SnO4 纳米线或是 ZnO 纳米线 ;再运用脉冲激光沉积法将 PbS 或 CdSe以量子点的形式沉积到光电阳极上。在 Nd/YAG 激光器（波长： 266nm;重复频率： 10Hz; 能量密度： 12.6J/cm2.）室温下，真空腔内的沉积气压在 10-6Torr ，透镜焦距为 30cm。从 PbS 靶材到上述组装的光电阳极基片之间的距离为 6cm。沉积时间在 3min 的条件下，我们可以从 TEM 显微镜观察到附有 PbS 量子点的Zn2SnO4 纳米线的轴向亮场放大图。