基于纳米结构的新型太阳能电池材料的载流子动力学研究

太阳能电池光电转换中的大部分能量都通过热能和载流子的重新复合损耗。新兴纳米材料技术的发展为提高太阳能电池效率提供了新的希望。纳米晶粒中的激子倍增效应被认为是一种提高电池转换效率的革命性解决方法，然而其物理机制还没有完全理解；而与之相反的俄歇过程在大电流条件下将变成重要的非辐射复合机制，在聚光条件下会对太阳能电池效率产生不利影响。研究这两种过程的动力学机制对我们如何抑制电池光电转换中的能量损失，提高转换效率至关重要。本项目拟利用飞秒激光光谱研究基于纳米结构的新型太阳电池材料的载流子超快动力学过程，通过测量单激子和多激子态的弛豫时间、载流子的产生和俘获时间、俄歇复合系数等，揭示激子倍增效应、俄歇过程、表面态俘获、载流子分离等过程的物理机制及其与材料物性、生长条件的关系，以及对电池转换效率的影响。通过该项目的机理研究，可为发展新型高效太阳能电池提供新的设计思路。