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芮云军副教授课题组在J. Phys. Chem. C上报道硅纳米线太阳能电池研究进展
阅读次数： 发布时间：2019-02-25硅纳米线（SiNWs）由于其特殊的结构，在增强光吸收和增大电极面积方面都有很大的优势。特别在光伏应用中，制备的“SiNWs/电极材料”核壳结构，光在纳米线长度方向上被吸收，而载流子在纳米线半径方向上传输，这样就大大提高了电子与空穴的收集效率，从而提高电池的转化效率。但是，这么高的比表面积，使得SiNWs表面的载流子复合速度很高，严重限制了光伏器件的性能。所以，表面钝化（Passivation）是制备高效率SiNWs太阳能电池的必要条件。
本课题组报道了采用有机小分子（DADS）对SiNWs表面进行化学钝化。在紫外光照，室温条件下，SiNWs表面形成了Si-C共价键。该共价键一方面可以有效减少光生载流子的复合，提高电池的转化效率；另一方面增强了电池暴露在空气中的稳定性。相比较氢化的（hydrogenated）或氧化的（oxidized）SiNWs电池，DADS钝化的电池其效率分别增强了1.6和3.8倍，达到7.2%。当DADS钝化的电池存放在空气中10天时，实验发现其电流-电压（I-V）曲线仍然保持原来的形状，而没有出现S形状，表明小分子钝化的电池具有很好的抗氧化特性，对电池的实际应用意义重大。最后课题组还给出了基于DADS化学钝化技术，更进一步提高电池效率的方法。
相关工作以“Improved Performance of Silicon Nanowire-Based Solar Cells with Diallyl Disulfide Passivation”为题 发表在J. Phys. Chem. C (2019) 10.1021/acs.jpcc.8b10542上。我院物理系芮云军副教授为该文的第一作者,同时和纽约州立大学布法罗分校的Mark T.Swihart教授为论文的共同通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金和江苏省优势学科基金项目的支持。
论文链接：https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.jpcc.8b10542