在量子点太阳能电池中,通过MEG在量子点太阳能电池中的峰值外部光电流量子效率超过100%
Octavi E Semonin1, Joseph M Luther, Sukgeun Choi
1National Renewable Energy Laboratory, Golden, CO 80401, USA.
Science (New York, N.Y.)
|December 17, 2011
概括
量子点 (QD) 中的多重激子生成 (MEG) 提高了太阳能电池的效率. 研究人员观察到,由于MEG,类化物QD太阳能电池的光电流增强,达到100%以上的外部量子效率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 太阳能光伏发电是如何实现的
背景情况:
- 多重刺激子生成 (MEG) 是半导体纳米晶体 (量子点,QD) 中的一种量子力学过程,其中单个高能光子产生超过一个电子孔对.
- 这种现象在太阳能转换中具有克服Shockley-Queisser极限的巨大潜力.
研究的目的:
- 为了研究和证明由多个刺激子产生而产生的化 (PbSe) 量子点太阳能电池中的光电流增强.
- 在实际设备设置中量化MEG可归因的效率增长.
主要方法:
- 化 (PbSe) 量子点太阳能电池的制造和表征.
- 测量外部量子效率 (EQE) 和内部量子效率 (IQE),作为波长的函数.
- 将设备性能与隔离的PbSe QDs上的短暂吸收光谱 (TAS) 测量进行比较,以确认MEG.
主要成果:
- 在基于PbSe QD的太阳能电池中达到114 ± 1%的峰值外部量子效率 (EQE),表明有效的电荷载体收集.
- 确定了130%的内部量子效率 (IQE),进一步支持MEG的发生及其对光电流的贡献.
- 设备性能与短暂吸收光谱学数据之间的良好一致性被证明,验证了MEG机制.
结论:
- 多重刺激子生成是一种有效的机制,用于增强化量子点太阳能电池中的光电流.
- 成功收集MEG生成的电荷载体突显了QD太阳能电池的可行性,用于先进的太阳能收集.
- 对MEG在隔离和合QD中的进一步研究对于优化未来太阳光采集技术至关重要.
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