【摘 要】
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石墨烯/硅(Gr/Si)肖特基结太阳电池因其与室温制程工艺兼容且有望实现制备低成本光伏器件而成为当前国内外研究的热点。石墨烯与硅之间的界面势垒调控是减少过剩载流子复合、促进光生载流子分离的关键,在Gr-Si界面引入修饰材料的界面工程是进一步提高Gr/Si基太阳电池性能的重要策略,但该方法对大多数界面改性层的厚度都有严格要求(一般小于2 nm),这无疑增加了器件组装工艺的技术成本,在一定程度限制了该
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石墨烯/硅（Gr/Si）肖特基结太阳电池因其与室温制程工艺兼容且有望实现制备低成本光伏器件而成为当前国内外研究的热点。石墨烯与硅之间的界面势垒调控是减少过剩载流子复合、促进光生载流子分离的关键,在Gr-Si界面引入修饰材料的界面工程是进一步提高Gr/Si基太阳电池性能的重要策略,但该方法对大多数界面改性层的厚度都有严格要求（一般小于2 nm）,这无疑增加了器件组装工艺的技术成本,在一定程度限制了该类光伏器件的实际应用。本文以三种不同量子点（X-QDs）材料（X=Cd S,Si,C）修饰Gr-Si界面,构建了多种器件结构,初步探究了以X-QDs薄膜为改性势垒层的界面工程在Gr/Si基太阳电池中的应用,得到了如下结果:（1）制备了传统Cd SQDs材料,并用旋涂法在Gr-Si界面制备薄膜后,成功构建了Gr/Cd SQDs/Si太阳电池,Cd S-QDs薄膜的引入优化了Gr-Si界面,器件的各项性能均得到提升,总体效率达2.63%,是Gr/Si太阳电池的1.8倍。（2）以HF/HNO3体系为刻蚀液,在室温下制备了Si QDs溶液,对Si QDs溶液进行性能优化后在Gr-Si界面制备了Si-QDs薄膜,经其修饰后Gr/Si基太阳电池最终获得了5.68%的光电转换效率。（3）用CQDs薄膜修饰了Gr-Si界面,得益于独特的能带结构和电荷传输特性,CQDs在Gr/CQDs/Si太阳电池中起到了电子阻挡和空穴传输的双重作用,降低了太阳电池的J0,同时增大了VOC,器件的整体性能因此得到了提升。调节CQDs薄膜的厚度以及CQDs的尺寸,并旋涂Ti O2减反涂层后,太阳电池Ti O2/Gr/CQDs/Si最终在AM 1.5g辐照下获得了9.97%的光电转换效率。
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