基于下一代量子点的多结光伏器件

光伏电池（PVc）作为下一代的能源提供者与最大的可再生能源来源。自过去十年以来，提升PVc效率并降低成本一直是科学家们积极研究的课题。材料科学领域的可喜进展与纳米级制造工艺在其中发挥了重要作用。然而，目前光伏在实现高效与经济能源方面仍面临诸多挑战。尽管如此，已报道的基于p-n型同质结半导体、采用不同有机与无机材料的光伏电池通常性能较差。根据现有文献，胶体量子点具有宽光谱吸收、易电荷分离与传输等丰富特性。为利用到达地球的太阳能光谱的最大部分并实现高效能源生产，本文在此引入基于量子点的太阳能电池（QDSCs）的完整电池架构，并采用异质结构多结方法对其进行数值研究。分析了不同异质界面上的连续离子层吸附。我们主要致力于通过不同材料与结构方法改善QDSCs的电学与光学性质。在此，我们报道一种用于QDSCs界面的II型能带排列工程策略，可显著提升效率指标。在中间带太阳能电池（IBSC）背景下，我们研究了量子点的光学性质及应变对多层PVc的影响，并总结了量子点生长中的应变效应以及导带（CB）与价带（VB）的局部能带弯曲。