杂化太阳电池中异质结界面的修饰及其对电池光电性能的影响

有机-无机杂化太阳电池综合了有机、无机材料的优点,成本低、理论效率高,受到人们的广泛关注.杂化太阳电池的光活性层由无机半导体和有机共轭聚合物复合而成.当光照射到活性层上时,共轭聚合物吸收光子产生激子(电子-空穴对);激子迁移到有机给体-无机受体的异质结界面处发生解离而产生自由电子和空穴;自由电子和空穴分别向无机半导体和有机聚合物传输,从而实现电荷的分离和传导.激子在有机-无机异质结界面处的分离效率是影响电池性能的一个重要因素.有机、无机两相材料往往因为接触面积小以及相容性差使此两相材料接触不佳,激子迁移到此界面不能有效分离,从而严重影响了杂化太阳电池的效率.这个问题可以通过此界面的修饰加以改善.本文即综述了有机-无机异质结界面修饰的方法、作用和意义,并展望了杂化太阳电池未来的发展趋势和应用前景.

g-C_3N_4/g-C_3N_4异质结结构的制备及其光催化性能

采用简单的热分解法,分别以硫脲、尿素及硫脲和尿素混合物等为原料,制备了三种具有不同能带结构的石墨相氮化碳(g-C_3N_4),并使用XRD、AFM、SEM、UV-vis等测试方法对所制备样品的晶相结构、形貌、以及光吸收能力等进行了表征,同时研究了不同能带结构的样品对甲基橙的光降解性能.结果表明:制备出的三种样品均是以三嗪环为基本结构单元的片层状化合物.其中,以硫脲和尿素混合物为原料制备出的g-C_3N_4/g-C_3N_4异质结厚度为1.05nm,禁带宽度为2.75eV,其对甲基橙的降解效率高于分别以硫脲、尿素为原料制备的gC_3N_4,这是因为制备出的g-C_3N_4/g-C_3N_4异质结结构,促进了电荷的有效分离和传输,提高了可见光光催化活性.

杂化太阳能电池活性层对光电转换效率的影响

从活性层的材料组成、结构与成分组成、制备以及光电性能优化等方面综述了当前的研究现状。指出活性层对太阳光的吸收效率、电池内激子分离效率和载流子传输效率是影响电池光电转换效率的三大因素,通过对活性层的组成材料、结构与成分组成恰当选择,结合活性层的制备及光电性能优化可有效提高电池光电转换效率。并展望了杂化太阳能电池的今后发展趋势。