通过采用RF溅射三氧化钨（WO3）钝化层，控制了由于二氧化钛（TiO2）表面缺陷引起的光电子的损耗。X射线光电子光谱显示了Ti 2p、W 4f和O 1s特征峰，表明WO3涂层覆盖于TiO2纳米颗粒层上，X射线衍射进一步证实了这一点。WO3在TiO2纳米颗粒层上的涂层对染料吸附没有明显影响。用WO3包覆TiO2制备的染料敏化太阳能电池（dye sensitized solar cells，DSSCs）比用原始TiO2基光电极制备的DSSCs性能提高了~10%。这是由于TiO2表面的WO3钝化产生了一个能垒，有利于通过隧穿的方式注入光电子，并且阻碍了反向电子重组途径，避免其与染料分子最高占据轨道上的空穴重新组合。从短路电流密度值的不利影响出发，进一步证明了WO3存在一个有利于提高DSSCs性能的最佳涂层厚度(涂层时间)，并且WO3抑制光电子从染料向TiO2注入的时间更长。射频溅射可以在任何感兴趣的区域获得无针孔、高度均匀和共形的WO3涂层，可以考虑用于纳米结构光伏器件的有效表面钝化。
图1. TiO2的表面形貌。
WO3 passivation layer-coated nanostructured TiO2: An efficient defect engineered photoelectrode for dye sensitized solar cell
Arya Babu, Arya Vasanth, Shantikumar Nair, Mariyappan Shanmugam
J. Semicond. 2021, 42(5): 052701
doi:?10.1088/1674-4926/42/5/052701
Full Text: http://www.jos.ac.cn/article/doi/10.1088/1674-4926/42/5/052701?pageType=en
