研究从山竹叶生物质中提取的红色和绿色发光碳量子点对提高钙钛矿太阳能电池效率的影响

《ACS Applied Energy Materials》：Investigating the Influence of Red and Green Luminescent Carbon Quantum Dots Derived from Mangosteen Leaf Biomass on Enhanced Efficiency in Perovskite Solar Cells

碳量子点界面修饰提升钙钛矿太阳能电池效率

　　

电子传输层（ETL）是钙钛矿太阳能电池（PSCs）的关键组成部分。它促进了电子的转移并减少了复合损失。因此，修改ETL可以显著提高PSCs的整体能量转换效率。在这项研究中，使用山竹叶生物质通过水热法合成了碳量子点（CQDs）。乙醇和去离子水溶液被用作溶剂来制备红色和绿色发光的CQDs。红色CQDs和绿色CQDs的最佳荧光发射峰分别为679纳米和507纳米，平均尺寸分别为6.99 ± 1.55纳米和2.85 ± 0.29纳米。绿色CQDs含有较高的氧含量，而红色CQDs则表现出显著的氢键作用。量子限制效应和不同的官能团影响了电子能带的变化，导致红色CQDs的能隙为1.80电子伏特，绿色CQDs的能隙为3.17电子伏特。为了提高PSCs的性能，将CQDs作为ETL和钙钛矿层之间的界面修饰层。使用红色CQDs改性的PSCs的效率达到了20.10%，而对照组仅为18.80%。这一改进归因于电荷提取的增强和复合损失的减少，这一点通过电化学阻抗谱得到了证实。这些发现表明，用CQD层进行表面修饰显著提高了PSCs的效率。