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核壳金属纳米粒子在杂化钙钛矿太阳能电池中的应用——等离子体光伏效应的多重通道

DOI：10.3390/ma12193192 期刊：Materials 出版年份：2019 更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要： 我们分析了金属组件中等离子体通过活性光学介质改善太阳能电池效率的微观机制。重点阐释了与等离子体对电池内部电学特性影响相关的新发现光伏效应通道——该效应超越了先前已知的等离子体介导光子吸收机制。研究模型采用混合钙钛矿太阳能电池CH3NH3PbI3?αClα，在钙钛矿层底部Al2O3或TiO2多孔基底孔隙中填充核壳结构Au/SiO2纳米颗粒。实验表明，该方案分别将电池效率从10.7%提升至11.4%、从8.4%提升至9.5%，主要归因于等离子体降低了激子结合能。
作者： Katarzyna Kluczyk-Korch，Christin David，Witold Jacak，Janusz Jacak
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究嵌入太阳能电池活性光学介质中的金属组件内等离子体对提升电池效率的微观机制，重点阐释与等离子体影响电池内部电学特性相关的新发现光伏效应通道——该效应超越了先前已知的等离子体介导光子吸收机制。

研究成果

研究证实，由于钙钛矿电池中Au/SiO2组分的作用，其吸收率的提升相对有限，远低于在电池顶部沉积相似尺寸和密度金属元素的硅基电池。然而，采用Au/SiO2颗粒金属化的钙钛矿电池整体效率提升了约16%，这主要归因于光电流的大幅增加——该现象源于光激子结合能的降低。

研究不足

该研究聚焦于具有核壳结构Au/SiO2纳米颗粒的混合化学钙钛矿太阳能电池这一特定模型情境，这可能限制研究结果对其他类型太阳能电池或金属纳米颗粒的普适性。

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