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摘要

本文探究了 c面蓝宝石衬底上AlGaN三元合金的等离子增强原子层沉积生长, 同时结合量子点敏化太阳能电池的制备, 研究了AlGaN合金的作用. AlGaN三元合金在原子层沉积过程中, 薄膜与衬底的界面以及带隙都与Al组分有关. 高Al组分时, AlGaN合金薄膜与衬底之间有较好的界面, 然而Al组分降低时, 界面变得粗糙. 原子层沉积制备的AlGaN合金具有较高的带隙, 与薄膜内的氧含量有关. 随后, 将AlN/GaN循环比例为1∶1的AlGaN薄膜分别制备CdSe/AlGaN/ZnS和CdSe/ZnS/AlGaN结构电池并进行了量子点太阳能电池的制备和分析. 结果发现, AlGaN对量子点和TiO ₂有修饰钝化作用, 可以包裹和保护TiO ₂和CdSe量子点结构, 从而避免了光生载流子的复合. 这种修饰作用也体现在改善量子点太阳能电池的开路电压、短路电流、填充因子和光电转化效率方面, 尝试从原子层沉积制备的AlGaN薄膜在改变载流子传输方面进行讨论.

关键词:

Abstract

The role of plasma-enhanced atomic layer deposition growth of AlGaN ternary alloys on c-planar sapphire substrates and the preparation of quantum dot-sensitized solar cells are explored in this work. The interface between the film and the substrate as well as the band gap of AlGaN ternary alloys during atomic layer deposition is dependent on Al component. At high Al fraction, there appears a good interface between the AlGaN alloy film and the substrate, however, the interface becomes rough when the Al fraction is reduced. The AlGaN alloy prepared by atomic layer deposition has a high band gap, which is related to the oxygen content within the film. Subsequently, CdSe/AlGaN/ZnS and CdSe/ZnS/AlGaN structured cells are prepared and analyzed for quantum dot solar cells from AlGaN films with an AlN/GaN cycle ratio of 1∶1. It is found that AlGaN can modify and passivate quantum dots and TiO ₂, which can wrap and protect the structure of TiO ₂and CdSe quantum dot, thus avoiding the recombination of photo-generated carriers. This modification effect is also reflected in the improvement of open-circuit voltage, short-circuit current, filling factor and photovoltaic conversion efficiency of quantum dot solar cells. These factors are discussed in this work, trying to modify carrier transport characteristics of AlGaN films prepared by atomic layer deposition.

Keywords:

AlGaN/
plasma enhanced atomic layer deposition/
CdSe quantum dots/
solar cell

作者及机构信息

1.
2.

通信作者:郑新和,xinhezheng@ustb.edu.cn

基金项目:国家重点研发计划(批准号: 2018YFA0703700)、国家自然科学基金青年科学基金(批准号: 52002021)和中央高校基本科研业务费(批准号: FRF-IDRY-20-037)资助的课题.

Authors and contacts

1.
2.

Corresponding author:Zheng Xin-He,xinhezheng@ustb.edu.cn

Funds:Project supported by the National Key Research and Development Program of China (Grant No. 2018YFA0703700), the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 52002021), and the Fundamental Research Funds for the Central Universities of China (Grant No. FRF-IDRY-20-037).

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参考文献

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[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]
[27]
[28]
[29]
[30]
[31]
[32]
[33]
[34]
[35]
[36]
[37]
[38]
[39]
[40]
[41]
[42]
[43]
[44]
[45]
[46]

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Samples	Al/%	Ga/%	N/%	O/%	C/%
A3G1	37.97	4.21	16.03	38.56	3.32
A1G1	31.89	7.28	20.83	35.18	4.82
A1G3	21.88	17.53	27.7	29.53	3.36

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Samples	J_sc/(mA·cm^–2)	V_oc/V	FF/%	PCE/%
5AlGaN/ZnS	9.3	0.56	60.28	3.13
ZnS/5AlGaN	7.71	0.53	60.49	2.5
20AlGaN/ZnS	8.36	0.56	62.69	2.91
ZnS/20AlGaN	7.9	0.54	56.87	2.44
30AlGaN/ZnS	6.02	0.51	65.92	2.01
ZnS/30AlGaN	5.39	0.49	58.81	1.57
RC	6.81	0.51	58.59	2.02

下载: 导出CSV

Samples cycles	5	20	30
${R_{ {\text{ct-Ti} }{{\text{O} }_{\text{2} } } }}/\Omega$	18.93	32.72	41.97

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[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]
[27]
[28]
[29]
[30]
[31]
[32]
[33]
[34]
[35]
[36]
[37]
[38]
[39]
[40]
[41]
[42]
[43]
[44]
[45]
[46]

[1]	张翱, 张春秀, 张春梅, 田益民, 闫君, 孟涛.CH₃NH₃多聚体的形成对有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池性能的影响. 必威体育下载 , 2021, 70(16): 168801.doi:10.7498/aps.70.20210353
[2]	李家森, 梁春军, 姬超, 宫宏康, 宋奇, 张慧敏, 刘宁.在空穴传输层聚(3-己基噻吩)中添加1, 8-二碘辛烷改善碳基钙钛矿太阳能电池的性能. 必威体育下载 , 2021, 70(19): 198403.doi:10.7498/aps.70.20210586
[3]	付鹏飞, 虞丹妮, 彭子健, 龚晋慷, 宁志军.扭曲二维结构钝化的钙钛矿太阳能电池. 必威体育下载 , 2019, 68(15): 158802.doi:10.7498/aps.68.20190306
[4]	夏俊民, 梁超, 邢贵川.喷墨打印钙钛矿太阳能电池研究进展与展望. 必威体育下载 , 2019, 68(15): 158807.doi:10.7498/aps.68.20190302
[5]	袁怀亮, 李俊鹏, 王鸣魁.有机无机杂化固态太阳能电池的研究进展. 必威体育下载 , 2015, 64(3): 038405.doi:10.7498/aps.64.038405
[6]	张丹霏, 郑灵灵, 马英壮, 王树峰, 卞祖强, 黄春辉, 龚旗煌, 肖立新.影响杂化钙钛矿太阳能电池稳定性的因素探讨. 必威体育下载 , 2015, 64(3): 038803.doi:10.7498/aps.64.038803
[7]	柯少颖, 王茺, 潘涛, 何鹏, 杨杰, 杨宇.渐变带隙氢化非晶硅锗薄膜太阳能电池的优化设计. 必威体育下载 , 2014, 63(2): 028802.doi:10.7498/aps.63.028802
[8]	丁美斌, 娄朝刚, 王琦龙, 孙强.GaAs量子阱太阳能电池量子效率的研究. 必威体育下载 , 2014, 63(19): 198502.doi:10.7498/aps.63.198502
[9]	王海啸, 郑新和, 吴渊渊, 甘兴源, 王乃明, 杨辉.1 eV吸收带边GaInAs/GaNAs超晶格太阳能电池的阱层设计. 必威体育下载 , 2013, 62(21): 218801.doi:10.7498/aps.62.218801
[10]	陈晓波, 杨国建, 李崧, Sawanobori N., 徐怡庄, 陈晓端, 周固.掺钬镱离子的氟氧化物玻璃陶瓷的一级和二级红外量子剪裁的研究. 必威体育下载 , 2012, 61(22): 227803.doi:10.7498/aps.61.227803
[11]	杜凌霄, 胡炼, 张兵坡, 才玺坤, 楼腾刚, 吴惠桢.微腔中CdSe量子点荧光增强效应. 必威体育下载 , 2011, 60(11): 117803.doi:10.7498/aps.60.117803
[12]	陈晓波, 杨国建, 张春林, 李永良, 廖红波, 张蕴芝, 陈鸾, 王亚非.Er0.3Gd0.7VO4晶体红外量子剪裁效应及其在太阳能电池应用上的研究. 必威体育下载 , 2010, 59(11): 8191-8199.doi:10.7498/aps.59.8191
[13]	朱宝华, 王芳芳, 张琨, 马国宏, 顾玉宗, 郭立俊, 钱士雄.CdSe量子点的线性和非线性光学特性. 必威体育下载 , 2008, 57(10): 6557-6564.doi:10.7498/aps.57.6557
[14]	周梅, 左淑华, 赵德刚.一种新型GaN基肖特基结构紫外探测器. 必威体育下载 , 2007, 56(9): 5513-5517.doi:10.7498/aps.56.5513
[15]	许颖, 刁宏伟, 张世斌, 励旭东, 曾湘波, 王文静, 廖显伯.微量掺碳nc-SiC:H薄膜用于p-i-n太阳电池的窗口层. 必威体育下载 , 2007, 56(5): 2915-2919.doi:10.7498/aps.56.2915
[16]	谢自力, 张荣, 修向前, 韩平, 刘斌, 陈琳, 俞慧强, 江若琏, 施毅, 郑有炓.用于紫外探测器DBR结构的高质量AlGaN材料MOCVD生长及其特性研究. 必威体育下载 , 2007, 56(11): 6717-6721.doi:10.7498/aps.56.6717
[17]	游达, 许金通, 汤英文, 何政, 徐运华, 龚海梅.p型GaN/Al0.35Ga0.65N/GaN应变量子阱中二维空穴气的研究. 必威体育下载 , 2006, 55(12): 6600-6605.doi:10.7498/aps.55.6600
[18]	郝会颖, 孔光临, 曾湘波, 许颖, 刁宏伟, 廖显伯.非晶/微晶相变域硅薄膜及其太阳能电池. 必威体育下载 , 2005, 54(7): 3327-3331.doi:10.7498/aps.54.3327
[19]	金　华, 张立功, 郑著宏, 孔祥贵, 安立楠, 申德振.ZnCdSe量子阱/CdSe量子点耦合结构中的激子隧穿过程. 必威体育下载 , 2004, 53(9): 3211-3214.doi:10.7498/aps.53.3211
[20]	李培咸, 郝跃, 范隆, 张进城, 张金凤, 张晓菊.基于量子微扰的AlGaN/GaN异质结波函数半解析求解. 必威体育下载 , 2003, 52(12): 2985-2988.doi:10.7498/aps.52.2985

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