了解半孔NiO膜表面状态的作用
Lei Tian1, Robin Tyburski1, Chenyu Wen2
1Department of Chemistry, Ångström Laboratories, Uppsala University, Box 523, SE75120 Uppsala, Sweden.
Journal of the American Chemical Society
|October 16, 2020
概括
半孔氧化 (NiO) 膜的表面状态是染料敏感太阳能电池 (p-DSC) 导电性和性能的关键. 减少这些状态影响着染料再生和孔运输,揭示了p-DSC操作的新机制.
科学领域:
- 材料科学
- 太阳能发电
- 半导体物理
背景情况:
- 半孔氧化 (NiO) 薄膜的表面状况表现出与大体不同的独特特性.
- 这些表面状态显著影响了界面电子转移和化学物种吸附.
- 了解表面状态功能对于优化基于NiO的p型染料敏感太阳能电池 (p-DSC) 是至关重要的.
研究的目的:
- 调查表面状态对中孔膜导电性和性能的作用.
- 阐明基于NiO的p-DSC中的染料再生和孔运输机制.
- 通过控制表面状态,提供对 NiO 薄膜电子特性的见解.
主要方法:
- 改性原子层沉积 (ALD) 用于通过Al2O3单层使NiO表面状态被动化.
- 基于NiO的p-DSC的制造和表征使用被动化和控制的NiO薄膜.
- 在不同的条件下分析导电性,染料再生和孔运输.
主要成果:
- 使用单层Al2O3的氧表面状态的72%被动化.
- 表面状态,而不是体积,主要负责中孔膜的导电性.
- 表面状态显著影响着染料再生和孔运输,并提出了带隙内状态辅助的I3减少机制.
- 在原始的基于NiO的p-DSC中,由于透在表面状态上跳跃,孔运输是光强度独立的.
结论:
- 表面状态在中孔膜的导电性中起着主导作用.
- 提出了一种新的染料再生机制,涉及带间状态作为I3减少的催化剂.
- 基于NiO的p-DSC中的孔运输由表面状态控制,表现出光独立的行为.
- 降低表面状态改变了电荷传输动态,为NiO电子特性和p-DSC优化提供了新的视角.
