n型氧化亞銅的制備及光電性能研究.pdf

1、隨著不可再生資源如石油、天然氣等的日益耗盡，急切的需要人類尋求可替代的自然資源。太陽(yáng)能取之不盡，用之不竭，是未來(lái)能源最合適的替代品。但目前太陽(yáng)能的利用效率很低，還需要進(jìn)一步的研究才能大面積廣泛的開(kāi)發(fā)應(yīng)用。Cu2O是由兩個(gè)非常豐富和無(wú)毒的元素組成的p型氧化物半導(dǎo)體，具有相對(duì)較高的禁帶寬度（室溫下為1.95 eV），對(duì)應(yīng)的理論轉(zhuǎn)換效率η約為20％，是適合實(shí)現(xiàn)低成本太陽(yáng)電池的半導(dǎo)體。然而，由于Cu2O過(guò)高的表面阻抗和摻雜的困難，到目前為止基于

2、Cu2O太陽(yáng)電池的轉(zhuǎn)換效率普遍較低。
　　如何提高Cu2O電導(dǎo)性已經(jīng)成為Cu2O光伏應(yīng)用領(lǐng)域研究的關(guān)鍵。摻雜技術(shù)作為一種控制半導(dǎo)體導(dǎo)電類型和電阻率常見(jiàn)的做法，被越來(lái)越多的應(yīng)用于Cu2O光伏材料制備的研究。為了得到阻抗較低的Cu2O，首先在酸性電解液中用恒電位沉積法制備Cu2O薄膜，并以KCl為添加劑對(duì)其進(jìn)行Cl摻雜，考察Cl摻雜濃度對(duì)Cu2O晶體結(jié)構(gòu)和表面形貌的影響。通過(guò)測(cè)試樣品的吸收光譜來(lái)估算禁帶寬度，并對(duì)樣品的表面光電壓及光電

3、化學(xué)性能進(jìn)行表征，得到的樣品均為n型。莫特-肖特基(Mott-Schottky)曲線的測(cè)試得到了樣品的載流子濃度，并進(jìn)一步確定了樣品的導(dǎo)電類型。分析發(fā)現(xiàn)對(duì)Cu2O進(jìn)行Cl摻雜后可以提高n型導(dǎo)電類型，且具有更優(yōu)越的光電化學(xué)性能。
　　為了制備基于n型Cu2O的異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池，通過(guò)連續(xù)離子層吸附法在Cu2O表面復(fù)合PbS量子點(diǎn)。PbS是窄禁帶半導(dǎo)體，具有較寬光譜吸收帶，具有p型導(dǎo)電類型。其特有的多激子產(chǎn)生效應(yīng)和尺寸效應(yīng)大大提高了對(duì)太陽(yáng)