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Dysprosium doping in CdTe@CdS type II core/shell and cosensitizing with CdSe for photocurrent and efficiency enhancement in quantum dot sensitized solar cells

量子点 光电流 碲化镉光电 材料科学 光致发光 光电子学 介电谱 兴奋剂 带隙 载流子 纳米技术 化学 电化学 电极 物理化学
作者
Ali Reza Amani‐Ghadim,Mahtab Mousavi,Farzaneh Bayat
出处
期刊:Journal of Power Sources [Elsevier BV]
卷期号:539: 231624-231624 被引量:15
标识
DOI:10.1016/j.jpowsour.2022.231624
摘要

Quantum dot sensitized solar cells (QDSSCs) based on the II-VI QDs have become a promising and attractive technology due to their unique properties. However, the applications of the II-VI QDs, especially CdTe QDs, have still been restricted. Herein, a [email protected] CdS core/shell QDs cosensitized with CdSe QDs have been developed as a sensitizer in QDSSCs for enhancing the light-harvesting range and efficiency, accelerating charge separation, and suppressing charge recombination. The fabricated QDSSCs using TiO2/[email protected]/CdSe/ZnS photoanode exhibited the best short-circuit current (JSC = 20.08 mA/cm2) and power conversion efficiency (ƞ=8.26%) in comparison with that of other photoanodes comprising TiO2/CdTe, TiO2/[email protected], TiO2/[email protected]/ZnS, TiO2/[email protected]/CdSe/ZnS, and TiO2/[email protected]/CdSe/Dy-Doped ZnS. As the obtained results from Diffuse Reflectance Spectroscopy, Photoluminescence, and Electrochemical Impedance Spectroscopy revealed, the CdTe/CdS type-II core/shell structure QDs leads to a wide absorption range, fast electron injection, and slower recombination rate because of the spatially indirect energy gap formation. Moreover, the presence of Dy cations in CdS crystal lattice boosts the charge transferring rate to the conduction band of TiO2. On the other hand, the cosensitizing of [email protected] CdS QDs with CdSe is advantageous not only to the electron injection and transferring but also to the hole-recovery from the valence band of QDs toward the electrolyte.
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