光照對CdSe耦合量子點薄膜激子動力學的影響.pdf

1、太陽能電池經(jīng)過半個多世紀的發(fā)展，已經(jīng)進入了具有納米結(jié)構(gòu)的第三代太陽能電池的研究階段。量子點太陽能電池因其能夠獲得超過100％的外部量子產(chǎn)率而引起國際上的廣泛關(guān)注。但是目前關(guān)于量子點太陽能電池主體結(jié)構(gòu)中活性層的光物理過程，特別是光照對耦合量子點薄膜中超快激子動力學過程的影響的實驗研究較少。事實上，研究光輻射條件下激子拆分、界面俘獲、激子湮滅、電荷轉(zhuǎn)移、以及空間電荷分布等問題對于提高實際工作的太陽能電池的效率有重要意義。本文以CdSe多層耦

2、合量子點薄膜為研究對象，研究了長時間的光照對上述激子動力學過程的影響，旨在為提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率提供理論和實驗依據(jù)。相應的工作如下：
　　首先，制備了單一尺寸和兩種不同尺寸混合的CdSe耦合量子點薄膜，并對制成的量子點薄膜樣品進行了吸收光譜和熒光光譜的表征，通過和量子點溶液光譜的對比，確認了成膜后量子點的尺寸及其分布的變化規(guī)律。
　　其次，研究了光照對單尺寸CdSe耦合量子點薄膜中激子動力學影響。用皮秒激光長時間照射

3、量子點薄膜樣品，監(jiān)測其熒光光譜，得到了樣品在長時間光照下光譜變化的規(guī)律，即隨著光照時間的延長，光譜逐漸發(fā)生藍移，同時光強增大，直到趨于穩(wěn)定。然而在溶液中則沒有光譜藍移和光強增大的現(xiàn)象。為了能夠清楚地認識耦合量子點薄膜光譜發(fā)生變化的機制，我們對CdSe耦合量子點薄膜的熒光動力學進行了全局擬合的分析，得出了激子演化過程中三個明顯不同的弛豫時間尺度，并具有不同的中心波長。最終我們將CdSe耦合量子點薄膜在光照下熒光特性發(fā)生變化的現(xiàn)象解釋為：由

4、于表面俘獲帶來的空間電荷積累，表面俘獲被抑制，導致了量子點的光強增大效應；量子點的光氧化導致有效粒徑減小，帶隙增寬，光譜藍移，同時光氧化也起到了屏蔽表面缺陷的作用；帶電激子的產(chǎn)生使量子點三個熒光壽命組分具有不同的熒光中心波長。
　　再次，研究了光照對雙尺寸CdSe耦合量子點薄膜中激子動力學過程的影響。通過將薄膜和溶液的熒光光譜進行對比，以及對單一粒徑和兩種粒徑混合的量子點薄膜的熒光壽命的分析，得出了在兩種不同粒徑混合的耦合量子點薄