[問題] 半導體量子點的選擇

[yapboy (牙ㄆ)]

小弟目前著手於量子點半導體敏化劑太陽能電池的相關研究

但是有個很基本但是又一直想不太出來的問題困擾著我

由於目前有半導體材料 但是實際上能用來作為量子點敏化劑的材料卻不多

好像只有硫硒化鎘 或 硫硒化鉛 甚至是CIS 硫化銻等等

是什麼因素限制只有這些能用呢?合成方法簡便之類的嗎?


還有一個很基本的問題是 為什麼選鎘 為什麼選鉛 是因為他們都有d軌域?

那其他的過度金屬就不行嗎? 想問問是不是因為這些金屬或非金屬有哪些相同的特徵

比方說變成+2價時是比較穩定等等之類的原因?

讓他們是可以做到有量子點的特性 想說換成同族的其他金屬或非金屬就不行嗎?

還是只是因為這類的半導體材料 由於其介電常數和電子電洞有效質量的關係

導致他們有較大的波爾半徑 使其量子侷限效應更明顯??

還請研究量子點的各位幫我解決這個問題



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推 barry20025:研究一下 能帶位置跟band gap
→ yapboy:是這類型的band gap及alignment較適合?
推 songyyno1:有使用到TiO2作為傳導電子的材料嗎?
→ yapboy:恩是用二氧化鈦的材料來搭配
→ yapboy:真的只是因為band的關係而已嗎?
推 jessti:第一要有寬廣的可見光吸收
→ jessti:二要與電極跟電解質搭配的氧化還原電位
→ jessti:三要低的發光率，或電子對電極轉移效率高
→ jessti:你會發現隨便換，光是電位的匹配就很難
推 barry20025:band gap 落在1.1eV~1.4eV 左右佳
→ barry20025:同時價帶 導帶位置要和其它材料匹配
推 songyyno1:去比較CdS跟PbS與TiO2搭配的能階關係
→ songyyno1:PbS所激發出來在導帶的電子很難跳到TiO2
→ songyyno1:雖然PbS可見光吸收範圍較廣 但不一定效
→ songyyno1:率比較好
→ yapboy:所以跟其金屬元素的一些什麼d軌域穩定什麼
→ yapboy:的都沒有關係囉?
→ jessti:穩不穩定是一回事，電子流動途徑不通呢？
→ jessti:給你超穩定但不傳導的奈米顆粒你要嗎？
→ jessti:假設你要用PbS, TiO2不匹配，那換材料
→ jessti:影響到Voc, 改材料你要再考慮穩定性了...
→ jessti:搞不好換電解質,那對電級催化材又要改
推 barry20025:其實PbS quantum dot 是OK的
→ barry20025:可以做成 quantum junction 效率不錯