基于一維氧化鋅納米材料的有機無機雜化太陽能電池制備和性能研究.pdf

1、有機無機雜化電池作為一種新型的薄膜太陽能電池近年來受到人們的廣泛關注，但其光電轉換效率普遍較低，究其原因主要是活性功能層的光吸收效率偏低和光生載流子易復合。為此，本論文針對以上這些問題，探索性地開展了活性功能層制備方法的改進以及電池結構組成和工藝的優(yōu)化，并取得如下研究結果:
　　 (1)采用兩步法制備了垂直取向良好的一維ZnO納米材料。首先通過溶膠凝膠法制備ZnO晶種層，然后通過水熱法生長ZnO納米棒陣列。所制備的ZnO晶種層厚

2、度為100nm，ZnO納米棒陣列致密均勻，直徑平均80nm，棒長度控制在100至800nm范圍內(nèi)。
　　 (2)采用旋涂法將電子供體材料P3HT（聚3-己基噻吩）負載于上述制得的ZnO納米棒陣列，通過慢干工藝改善P3HT與ZnO異質(zhì)結界面間的納米級接觸。制得的電池活性功能膜厚度約為1μm，其最大光電轉化效率為0.22％。
　　 (3)采用D205染料作為修飾劑進一步改善ZnO納米棒陣列的表面特性。通過紫外可見吸收光譜(U

3、V-vis)和單色光轉化效率(IPCE)檢測得電池在可見光波段的光吸收率和光電轉化效率都有提高，D205染料修飾后的電池光電轉化效率達0.98％。
　　 (4)在上述工作的基礎上，以ZnO納晶聚集體修飾晶種層，結果表明:經(jīng)納晶聚集體修飾的電極膜的D205吸附量從5.93×10-6 mM/cm2提升至7.38×10-6 mM/cm2。在D205染料和ZnO納晶聚集體的協(xié)同作用下電池光電轉化效率進一步提升，效率達到1.30％。