journal article·2024-04-12

Self-Cleaning Transparent Photovoltaic p–n Junction Based on CuAlO2/Tm/Bi2O3/ZnO Nanoarrays

Pengjie Zhang, Yuzheng Tong, Shouzhe Feng, Yujie Zhang, Yingying Zheng, Jingjing Wang, Lei Shi, Jiaqi Pan, Jun Cao, Chaorong Li

ACS Applied Nano Materials· Volume 7· Issue 7
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Abstract

Self-cleaning transparent photovoltaic p–n junctions in CuAlO 2 /Tm/Bi 2 O 3 /ZnO nanoarrays are prepared via a method involving sol–gel annealing, followed by chemical and hydrothermal treatments. CuAlO 2 /Tm/Bi 2 O 3 /ZnO exhibits a transmittance of ∼85–90%, photovoltaic enhancement of ∼2.8 × 10 3 -fold (photovoltaic conversion efficiency of ∼1.12%), stable output in a 6-month cycle, and decent self-cleaning performance (∼85%/25 min). The promising performance of this material can mainly be attributed to multifunctional Tm/Bi 2 O 3 nanoparticles, the appropriate Fermi level, and high quantum yield, which can improve carrier kinetic equilibrium for optimizing photovoltaic conversion/transparency, as supported by density functional theory calculations. The upconversion fluorescence of Tm-doping can further improve solar efficiency and achieve good self-cleaning performance. Extra hole carriers caused by Cu vacancies can promote kinetic equilibrium, whereas ZnO orderly nanoarrays with higher Young’s modulus and hydrophilicity can further improve the photovoltaic stability and self-cleaning performance.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: ZnO doping and properties · Quantum Dots Synthesis And Properties · Copper-based nanomaterials and applications

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Key Laboratory of Optical Field Manipulation of Zhejiang Province, Department of Physics, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, P. R. China

Center of Advanced Optoelectronic Materials, College of Materials and Environmental Engineering, Hangzhou Dianzi University, Hangzhou 310018, P. R. China

Hangzhou Zhongneng Photoelectricity Technology Co., Ltd., Hangzhou 310018, P. R. China

Funding

National Natural Science Foundation of China · Natural Science Foundation of Zhejiang Province

References (74)

Show source-provided references
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