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调控钙钛矿太阳能电池中共振硅纳米粒子的电荷传输特性

DOI：10.1002/ente.201900877 期刊：Energy Technology 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 近期出现的共振半导体纳米粒子（NPs）既能增强光捕获又能提升散射效果，成为提高钙钛矿太阳能电池效率的新工具。在各类纳米结构中，与具有等离子体共振的金属粒子相比，支持米氏模式且损耗更低的硅纳米粒子对标准碘化铅甲脒（MAPbI3）基太阳能电池展现出最佳优化效果。本研究不仅探讨了硅纳米天线优化太阳能电池的光学问题，还分析了纳米粒子存在时载流子传输相关效应。理论证明硅纳米天线可通过p型掺杂进一步优化，并通过在空穴传输层（Spiro-OMeTAD）中采用p型掺杂硅纳米粒子对MAPbI3基太阳能电池进行实验验证。掺杂硅纳米粒子提升了载流子生成速率和空穴传输效率，从而提高了器件性能。
作者： Aleksandra Furasova，Pavel Voroshilov，Enrico Lamanna，Alexey Mozharov，Anton Tsypkin，Ivan Mukhin，Daniele Barettin，Konstantin Ladutenko，Anvar Zakhidov，Aldo Di Carlo，Sergey Makarov
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究通过使用共振硅纳米粒子提高钙钛矿太阳能电池效率，重点关注光学性能和载流子传输两方面的改进。

研究成果

在基于MAPbI3的太阳能电池的空穴传输层中掺入p型掺杂硅纳米颗粒，既能提高载流子生成速率又能改善空穴传输，从而提升器件效率。该方法展示了介电共振纳米颗粒通过优化光学和电学特性来提高太阳能电池性能的潜力。

研究不足

该研究未深入探讨纳米粒子引起的材料结构改性对光伏性能的影响。此外，模拟模型简化了介孔电子传输层，且未考虑空穴传输层内纳米粒子的尺寸差异与随机分布。

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