※ 引述《donald88851 (donald88851)》之銘言：
: 想請問一下
: 在奈米尺寸的TiO2中，為甚麼surface passivation會降低trap states
: 這樣會造成電子擴散速度增加?

看起來很像在問DSSC....跟前幾天那個同學?

我沒有修固態物理相關 以下是paper看來加自己的理解

看有沒有其他高手出來訂正加講更深入的 拜謝



先簡單的把光照條件定在1 sun下 讓fermi level很接近CB

接著用CB來討論就好 不然比較複雜我也不會 XD



先在紙上畫兩條水平線 下面的表示VB(~-7) 上面的表示CB(~-4.0)

接著畫出Y軸 表示能階高度

在1 sun 的條件下 DSSC的Voc很接近

CB跟電解質(~-4.9)的差(實際上是fermi level與電解質)

所以在CB下面再畫一條線表示Voc的高度(~-4.2)

因為TiO2是nano particle 不是塊材

來自於Ti3+, 表面的dangling bond, 與各種晶格缺陷

讓他VB與CB間的gap不是完全沒有其他的能態

畫一條exponential遞增的線由VB與Y軸交點出發 開口朝下

與Y軸的面積就是density of state



光電子注入TiO2後要在TiO2 CB中擴散

在CB下面就有trap state 而且很密集

因此電子會往下走被補獲 trap的束縛能比較大 電子走的比較慢

在trap state上的電子如果深度沒很深

通常可以被環境的熱能激發重新回到CB再繼續傳遞

但是因為一直重複這些步驟 傳遞速率就慢了

同理比較帶衰的電子跳到更深的trap state上就很難被激發了

所以Voc基本上在CB下方一些 因為這範圍內電子還是可以被傳遞



理想的來說 傳遞上只是慢點 也沒有太大問題

但是效率上會希望能夠讓電子不要掉到deep trap上 盡可能榨出光電流

加上一直trap de-trap 電子走的慢 會跟一直隨侍在側的電解質發生recombination

因此可以用的方式是把deep trap先填住 最好乾脆trap都填掉

或是把TiO2做的更好 或是傳導速率更快

填住的方式就是加入一些添加劑像是4-TBP 甚至CDCA 或是染料本身都有這些能力

只是效果好壞的差別 (但同時他們也會影響CB的能階高度)

結果是產生另一條較原本的斜率陡的曲線

電子被trap補獲的機率就小了些


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