宽带边强吸收Au@Ag等离子体对钙钛矿太阳能电池的光调控作用
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- 论文作者：傅年庆
- 年：2017
- 作者机构：华南理工大学材料科学与工程学院;
- 论文关键词：钙钛矿太阳能电池 ; 等离子体 ; Au@Au ; 光调控
- 会议召开时间：2017-05-27
- 会议录名称：第四届新型太阳能电池学术研讨会论文集
- 英文会议录名称：Abstract Book of the 4th Conference on New Generation Solar Cells
- 语种：中文
- 分类号：TM914.4
- 学会代码：ZKYQ
- 会议名称：第四届新型太阳能电池学术研讨会
- 会议地点：中国北京
- 主办单位：中国可再生能源学会光化学专业委员会
- 学会名称：中国科学院物理研究所清洁能源实验室
- 页数：1
- 文件大小：875k
- 原文格式：D
- 会议级别：全国
摘要
经过短短几年的发展,钙钛矿太阳能电池(PSCs)的光电转化效率已从3.8%迅速提高到22%~([1,2])。强化电池对入射光,尤其是长波长入射光的利用是进一步提高PSCs效率的重要途径,也是目前研究的难点问题~([3])。利用Au、Ag粒子的等离子体效应是提高太阳能电池光利用率的有效方法~([4,5])。本研究通过理论模拟的方法设计了双金属Au@Ag核壳结构等离子体粒子,发现Au、Ag的协同作用可极大程度地提高等离子体粒子的消光系数,同时通过调节Au@Ag的结构参数可有效调节消光峰位置,从而解决了传统单金属Au或Ag等离子体的消光峰处于钙钛矿最强吸收区所导致的无法通过强化光利用率来提高电池效率的问题。依据模拟结果,合成了一系列强等离子体吸收/散射、主吸收峰在650-750 nm连续可调的Au@Ag纳米棒。通过对电池结构的优化设计可充分发挥不同结构参数Au@Ag等离子体吸收和散射效应,从而对PSCs的吸光谱进行有效的光调控,进而实现超薄半透明钙钛矿电极的宽谱强吸收。该Au@Ag的光调控作用使得PSCs的IPCE在550-750 nm波长范围内相对(ΔIPCE/IPCE)增加了20~60%,PSCs的光电转化效率从15%提高到18.3%。
引文
[1]A.Kojima,K.Teshima,Y.Shirai,T.Miyasaka,J.Am.Chem.Soc.2009,131,6050.
[2]NREL(National Renewable Enengy Lab)best research-cell efficiencies chart,http://www.nrel.gov/pv/assets/images/efficiency_chart.jpg,accessed:October,2016.
[3]Nam-Gyu Park,J.Phys.Chem.Lett.2013,4,2423.
[4]W.R.Erwin,H.F.Zarick,E.M.Talbert.R.Bardhan,Energy Environ.Sci.,2016,9,1577.
[5]W.Zhang,M.Saliba,S.D.Stranks,Y.Sun,X.Shi,U.Wiesner,H.J.Snaith,Nano Lett.2013,13,4505.
[2]NREL(National Renewable Enengy Lab)best research-cell efficiencies chart,http://www.nrel.gov/pv/assets/images/efficiency_chart.jpg,accessed:October,2016.
[3]Nam-Gyu Park,J.Phys.Chem.Lett.2013,4,2423.
[4]W.R.Erwin,H.F.Zarick,E.M.Talbert.R.Bardhan,Energy Environ.Sci.,2016,9,1577.
[5]W.Zhang,M.Saliba,S.D.Stranks,Y.Sun,X.Shi,U.Wiesner,H.J.Snaith,Nano Lett.2013,13,4505.