太陽能電池用硅量子點的制備與表征.pdf

1、在傳統的太陽能電池中,高能光子被吸收產生光生載流子后多余的能量將轉換為熱損失,低能光子則無法被吸收,因此能量的利用率較低。而量子點太陽能電池作為第三代電池,在提高轉換效率方面具有很大的潛力。一方面,由于量子限制效應使量子點的光學帶隙可通過尺寸來調控,因此可將其用于多結疊層結構中而擴展對太陽光的吸收譜;另一方面,量子點的碰撞電離效應可以使一個高能光子產生多個電子空穴對,因此電池的內量子效率將大大提高。
　　本文采用等離子體增強化學氣

2、相沉積法制備了富硅氮化硅薄膜,并利用高溫退火處理促進薄膜中硅量子點的生長。從氮化硅薄膜樣品的傅立葉變換紅外吸收光譜和X射線光電子能譜可以看出,剛沉積的樣品中含有大量的Si-H和N-H鍵,而隨著退火溫度的升高,H鍵逐漸斷裂使Si原子和N原子發(fā)生重組,薄膜中逐漸形成接近化學計量比的Si3N4相,同時析出少量的純Si相,即表現為Si量子點的形成。
　　使用熒光光譜儀檢測樣品的光致發(fā)光光譜,結果發(fā)現樣品的光致發(fā)光同時來源于復合缺陷態(tài)和量子

3、點的限制效應,通過量子點發(fā)光峰的位置可計算出量子點尺寸約為2.0～2.5nm。當退火溫度逐漸升高時,薄膜內一方面會有新的硅量子點凝析成核,另一方面已存在的量子點則不斷長大。此外,通過樣品的激光拉曼光譜分析也能得到一致的結果。
　　同時本文也研究了量子點尺寸與富余硅含量的關系,結果表明隨著硅含量的減少,硅量子點的尺寸先逐漸變小;但當硅含量較少時,由于這些富余的硅原子在薄膜中的分布較分散,因此它們較難成核,大多數是擴散至附近已經存在的