近日,我?;瘜W院在量子點敏化太陽能電池研究領域取得重要進展,相關研究成果“Facile Secondary Deposition for Improving Quantum Dot Loading in Fabricating Quantum Dot Solar Cells”被國際學術期刊《J. Am. Chem. Soc.》報道。(原文鏈接:https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/abs/10.1021/jacs.8b10901) 華東理工大學為唯一通訊單位,博士生王偉和碩士生趙連靖為共同第一作者,李艷副研究員為通訊作者。
捕獲太陽光子是光電轉化的第一步,也是最重要的一步。對于量子點敏化太陽能電池(QDSC)來說,提高量子點光捕獲劑在介孔二氧化鈦膜內的負載量,無疑是提高該類器件對太陽光利用效率最直接有效的方式?;谶@一思想,在前期多組分量子點共敏化光陽極制備的基礎上(Adv. Mater. 2018, 30, 1705746),我們繼而構建一種更為簡便有效的在介孔二氧化鈦膜內高密度負載量子點敏化劑的新方法。利用陽離子表面活性劑處理預先沉積量子點的TiO2膜,改變其表面的zeta電位,并在該預沉積膜內再次引入量子點。這種采用陽離子表面活性劑輔助的“簡單二次沉積”方法,不僅實現(xiàn)量子點在光陽極膜內的高密度負載,而且使預先合成的各種高質量膠體量子點負載在同一光陽極膜上成為可能?;赯n-Cu-In-Se量子點敏化劑,實現(xiàn)組裝的QDSC光電流密度超過27 mA/cm2,結合Cu2S/銅片對電極獲得了10.26%的認證效率;采用MC/Ti對電極獲得了最高13.50%的光電轉換效率。該方法的建立大大提高了量子點光捕獲劑在光陽極內的負載量,為構筑高效全固態(tài)QDSC打下了堅持的基礎。

近年來,該研究小組致力于量子點太陽能電池的研究,在高效對電極催化劑的合成(J. Mater. Chem. A2019, 7, 2210;J. Mater. Chem. A, 2018, 6, 2129;Solar Energy2018, 169, 505;J. Mater. Chem. A,2016, 4, 7214)及準固態(tài)量子點太陽能電池的構建(J. Mater. Chem. A,2016, 4, 1461;J. Mater. Chem. A,2016, 4, 14894;Res. Chem. Intermed.,2018, 44, 1161)等多方面取得了階段性進展。
該工作得到了國家自然科學基金創(chuàng)新研究群體項目和面上項目、上海市科技重大專項以及“111”引智計劃等資金的支持。