表面纳米纹理黑钻膜中的双光子子带间隔光流用于太阳能转换
M Girolami1, A Bellucci1, M Mastellone2
1DiaTHEMA Lab, Istituto di Struttura della Materia, Consiglio Nazionale delle Ricerche (ISM - CNR), Sede Secondaria di Montelibretti, Strada Provinciale 35D 9, Montelibretti, Roma 00010, Italy.
概括
在黑色钻石薄膜中,使用秒激光处理实现了双光子子带隙光电流 (TPPC). 这种缺陷工程材料提高了中间频段太阳能电池的量子效率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 光电学是指光电子产品.
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 黑色钻石膜对太阳能转换有希望.
- 中频段太阳能电池需要特定的缺陷工程来提高性能.
- 两个光子的吸收使子带隙光的利用.
研究的目的:
- 在黑色钻石薄膜中演示两光子子带隙光电流 (TPPC).
- 调查深层次缺陷在提高光伏性能方面的作用.
- 为缺陷工程黑钻太阳能设备提供物理解释.
主要方法:
- 表面纳米纹理的黑色钻石薄膜的制造,使用两步的femtosecond激光处理.
- 优化激光流动性和薄膜处理的分裂比.
- 评估子频段间隙的光谱响应 (190-1000 nm) 以表征缺陷水平.
主要成果:
- 在黑色钻石膜中成功展示TPPC.
- 从传导带观察1.83 eV的电活深层缺陷的宽中间频段.
- 由于中间频段,在光伏条件下显著提高量子效率.
结论:
- 这项研究为中频段太阳能电池提供了第一个在散装材料中含有深层杂质的TPPC的实验证据.
- 观察到的缺陷带显著提高了太阳能转换效率.
- 这些发现为缺陷工程黑钻太阳能设备提供了坚实的物理理解.


