一些金属在光作用下具有界面局域表面等离激元共振效应(localized surface plasmon resonance (LSPR)),通过将等离激元金属和半导体结合,光吸收和载流子传输过程得以改善和提升。佐治亚理工学院的Zhiqun Lin,中南民族大学的Yingkui Yang等首次联合报道了基于等离激元金属/绝缘体核壳纳米结构的钙钛矿太阳能电池,并通过固定等离激元金属大小,系统的调控了绝缘层的厚度,发展了随厚度变化条件下太阳能电池工作情况。
本文要点:
1)利用星型结构聚合物纳米反应器方法合成了单分散的Au/SiO2核壳结构等离激元体系,并将Au/SiO2夹在双层连续TiO2电子传输层中。通过在合成过程中调整SiO2厚度,对作用进行研究。
2)在调控SiO2厚度的过程中,发现SiO2厚度变化过程影响了电荷传输:只有控制SiO2厚度在一定程度内,Au核中的电荷才能传输至TiO2层中,传输的电子改善了局域电子迁移,提升了短路电流密度Jsc。提升了TiO2层的Fermi Level位置。
3)基于TiO2/Au NPs/TiO2 电子传输层的电池效率分别达到18.81 %(平面结构电池)和19.42 %(介孔结构电池)。
参考文献
Xun Cui; Yihuang Chen; Meng Zhang; Yeu Wei Harn; Jiabin Qi; Likun Gao; Zhong Lin Wang; Jinsong Huang; Yingkui Yang; Zhiqun Lin
Tailoring carrier dynamics in perovskite solar cells via precise dimension and architecture control and interfacial positioning of plasmonic nanoparticles
Energy Environ. Sci., 2020, Advance Article,DOI: 10.1039/c9ee03937f
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/ee/c9ee03937f#!divAbstract