Low-Temperature Noninjection Approach to Homogeneously-Alloyed PbSe<sub><i>x</i></sub>S<sub>1−<i>x</i></sub> Colloidal Nanocrystals for Photovoltaic Applications
Notice bibliographique
Résumé
Homogeneously alloyed PbSe(x)S(1-x) nanocrystals (NCs) with their excitonic absorption peaks in wavelength shorter than 1200 nm were developed for photovoltaic (PV) applications. Schottky-type solar cells fabricated with our PbSe₀.₃S₀.₇ NCs as their active materials reached a high power conversion efficiency (PCE) of 3.44%, with an open circuit voltage (V(oc)) of 0.49 V, short circuit photocurrent (J(sc)) of 13.09 mA/cm², and fill factor (FF) of 0.54 under Air Mass 1.5 global (AM 1.5G) irradiation of 100 mW/cm². The syntheses of the small-sized colloidal PbSe(x)S(1-x) NCs were carried out at low temperature (60 °C) with long growth periods (such as 45 min) via a one-pot noninjection-based approach in 1-octadecene (ODE), featuring high reaction yield, high product quality, and high synthetic reproducibility. This low-temperature approach employed Pb(oleate)₂ as a Pb precursor and air-stable low-cost thioacetamide (TAA) as a S source instead of air-sensitive high-cost bis(trimethylsilyl)sulfide ((TMS)₂S), with n-tributylphosphine selenide (TBPSe) as a Se precursor instead of n-trioctylphosphine selenide (TOPSe). The reactivity difference of TOPSe made from commercial TOP 90% and TBPSe made from commercial TBP 97% and TBP 99% was addressed with in situ observation of the temporal evolution of NC absorption and with ³¹P nuclear magnetic resonance (NMR). Furthermore, the addition of a strong reducing/nucleation agent diphenylphosphine (DPP) promoted the reactivity of the Pb precursor through the formation of a Pb-P complex, which is much more reactive than Pb(oleate)₂. Thus, the reactivity of TBPSe was increased more than that of TAA. The larger the DPP-to-Pb feed molar ratio, the more the Pb-P complex, the higher the Se amount in the resulting homogeneously alloyed PbSe(x)S(1-x) NCs. Therefore, the use of DPP allowed reactivity match of the Se and S precursors and led to sizable nucleation at low temperature so that long growth periods became feasible. The present study brings insight into the formation mechanism of monomers, nucleation/growth of colloidal composition-tunable NCs, and materials design and synthesis for next-generation low-cost and high-efficiency solar cells.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».