用于增强卤化物钙钛矿太阳能电池光捕获的共振硅纳米颗粒
光学
2018-11-14 v1 应用物理
摘要
采用共振胶体纳米颗粒提升有机金属卤化物钙钛矿太阳能电池性能是一种极具前景的途径，因其与用于任意有机材料的溶液加工技术兼容。此前，共振金属纳米颗粒已被引入钙钛矿太阳能电池以增进光吸收与电荷分离。然而，贵金属固有的高光学损耗及其与钙钛矿中卤化物的高反应性，是该方法的主要限制因素。反之，低损耗且化学惰性的共振硅纳米颗粒可在纳米尺度实现光捕获与增强，适用于薄膜光伏器件。本文展示了在中孔 TiO2 传输层与活性层之间引入共振硅纳米颗粒的中孔超结构有机金属卤化物钙钛矿太阳能电池中光电流与填充因子的增强。这使得器件效率提升至 18.8%、填充因子达 79%，创下此前报道的将纳米颗粒引入 CH3NH3PbI3（MAPbI3）钙钛矿太阳能电池的最高纪录。理论建模与光学表征揭示，Si 纳米颗粒对活性层光吸收增强作用显著，而非改善电荷分离。所提策略具有通用性，可应用于不同组分的钙钛矿太阳能电池及其他光电器件。
引用
@article{arxiv.1807.05071,
title = {Resonant Silicon Nanoparticles for Enhanced Light Harvesting in Halide Perovskite Solar Cells},
author = {A. D. Furasova and E. Calabró and E. Lamanna and E. Y. Tiguntseva and E. Ushakova and E. V. Ubyivovk and V. Y. Mikhailovskii and A. A. Zakhidov and S. V. Makarov and A. Di Carlo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.05071},
year = {2018}
}