近日,電子科技大學非全日制研究生基礎與前沿研究院王志明教授團隊在國際著名期刊《先進功能材料》(Advanced Functional Materials)上發(fā)表題為“Highly Stable Colloidal ‘Giant’ Quantum Dots Sensitized Solar Cells”的研究論文;A與前沿研究院王志明教授團隊博士后Gurpreet S. Selopal為該文第一作者,趙海光博士、王志明教授和Federico Rosei教授為論文聯(lián)合通訊作者。電子科技大學基礎與前沿研究院為第一作者單位。
這是電子科技大學作為第一單位第三次在該期刊發(fā)表論文,第一次和第二次分別是由王志明教授團隊發(fā)表。《先進功能材料》是材料科學領域頂級雜志之一,收錄了材料研究領域最前沿的優(yōu)秀論文,影響因子為12.124。
高效利用太陽能對于解決目前面臨的能源和環(huán)境問題非常重要。在各類太陽能電池中,高效低成本的量子點染料敏化太陽電池一直被認為非常適合取代當前商業(yè)化的硅太陽能電池。然而,目前為止最好的液相結(jié)量子點太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率仍然不及硅太陽能電池(一般轉(zhuǎn)化效率在20-40%范圍內(nèi)),這表明量子點染料敏化太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率還有很大的提升空間。
該論文設計合成了“巨型”CdSe/CdS核殼結(jié)構(gòu)量子點作為量子點太陽能電池的高效穩(wěn)定光吸收層。證實了這類量子點太陽能電池的光電性能可以在保持“巨型”CdSe/CdS核殼結(jié)構(gòu)量子點的核尺寸條件下,通過界面調(diào)控CdS殼層厚度來提升轉(zhuǎn)換效率。由于這類量子點具有合適的階躍式電子能級、從紫外光擴展到可見光區(qū)域的吸收光譜、更高的電子轉(zhuǎn)移速度,基于CdSe/(CdSexS1-x)5/(CdS)1量子點的太陽能電池實現(xiàn)了最大的光電轉(zhuǎn)換效率(6.86%)。此外,基于“巨型”CdSe/CdS核殼結(jié)構(gòu)量子點或合金核殼結(jié)構(gòu)量子點的太陽能電池相對于CdSe裸核量子點太陽能電池具有更優(yōu)的長期穩(wěn)定性。這一系列研究結(jié)果展示了如何通過控制核/殼結(jié)構(gòu)量子點的界面層來提高量子點的光電性質(zhì),相應地為獲得低成本、高效、穩(wěn)定的液相結(jié)量子點太陽能電池提供了一種新思路。