薛丽丽,李洪亮,窦 慧,卢金铎,高 静,信 天,王 强

(1.山东省产品质量检验研究院,山东 济南 250102;2.山东大学 微电子学院,山东 济南 250101)

0 引言

太阳能电池是指将太阳光转换成电能(包括电压、电流等)的装置.第一代太阳能电池是Si、Ga半导体,第二代太阳能电池则是由第一代衍生出来的薄膜电池.前两代太阳能电池基本材料都是半导体,所以又称为半导体电池[1-3].但是半导体电池能量转换效率不是很高,为了提高光的转换效率,1991年,Regan和Gratzel[1]提出了染料电池的概念,并首先用TiO2作为接收板,以酞菁染料为光催化剂制作成了首个染料电池.由于染料电池的光转换效率高,制作成本低,光催化染料分子易获得且无污染,因此该电池成为了第三代光伏电池,而Ga N、Sn O2、SiC、Zn O 等由于特定的能带结构被选为光生载流子接收板.其中Zn O 由于具有优良的半导体光学效应以及化学稳定性等一系列的优点,在光催化领域得到广泛的应用[4,5].但是纤锌矿Zn O 带隙宽度过宽(3.2 eV)[6],只对紫外光有活性,光吸收效率低,另外和其他半导体一样光生载流子复合率高,导致了光生载流子损失严重[7],降低了导带中的电子浓度以及光电流的产生.因此减少光生载流子复合,提高对光的吸收率是需要解决的两个问题.

常见的减少光生载流子复合、提高对可见光的吸收的方法包括掺杂[8,9]、复合半导体等[10,11].复合半导体由于是由不同的半导体材料叠加在一起构成的结构,而两种不同的半导体的费米能级不同,结合后……