PbS量子点能级结构的尺寸和配体依赖性及其对异质结电池性能的影响

作者：王恒; 翟光美; 张继涛; 杨永珍; 刘旭光; 李学敏; 许并社

来源：无机材料学报, 2016, 31(09): 915-922.

• PbS量子点
• 循环伏安
• 能级结构
• 太阳能电池

通过电化学循环伏安测试和吸收光谱测试,确定了有机配体(油酸)和原子配体(四正丁基碘化铵,TBAI)钝化的不同粒径(2.64.5 nm)Pb S量子点的导带和价带能级,并研究了量子点尺寸对Pb S/TiO2异质结电池(空气气氛中制备)性能的影响。结果表明:Pb S量子点的能级结构受其粒径大小和表面配体特性的影响。当Pb S量子点尺寸从2.6 nm增加至4.5 nm时,油酸包覆Pb S量子点的导带底从–3.67 eV减小到–4.0 eV,价带顶从–5.19 eV增加到–4.97 eV;而对于TBAI配体置换的Pb S量子点,其导带底和价带顶则分别从–4.15 eV和–5.61 eV变化至–4.51 eV和–5.46 eV。粒径为3.9 nm的Pb S量子点所制备的电池性能最优,其能量转化效率达到2.32%,这可归因于其适宜的禁带宽度、结晶质量和良好的Pb S/TiO2界面能级匹配度。

• 单位
  太原理工大学; 电子薄膜与集成器件国家重点实验室; 电子科技大学