無機半導(dǎo)體納米材料在聚合物太陽能電池中的應(yīng)用.pdf

1、近年來，聚合物太陽能電池因其制備成本較低、質(zhì)量輕和可溶液制備等優(yōu)點，克服了傳統(tǒng)無機太陽能電池的成本高、機械性能差等缺點，而引起了人們的廣泛關(guān)注。目前報道的基于富勒烯衍生物和共軛聚合物的有機太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率雖然已經(jīng)超過10％，但無論是富勒烯衍生物還是聚合物，它們的吸光系數(shù)都較低，故對太陽光譜的捕獲有限的弊端也逐漸顯現(xiàn)出來。而且在體相異質(zhì)結(jié)太陽能電池中，活性層的能級偏移和與電極接觸的界面問題也是限制其發(fā)展的重要因素。吸光層與電極之間

2、幾毫伏的能壘就會導(dǎo)致電荷的累積與復(fù)合，因此建立有效的電荷抽取和良好的歐姆接觸不僅可以增強器件的穩(wěn)定性，也是提高光伏器件的重要策略。
　　利用無機半導(dǎo)體納米晶解決界面問題，首先要除去納米粒子表面的多余絕緣配體，并保證其良好的分散。因為納米粒子如果因高溫配體交換而產(chǎn)生團聚現(xiàn)象，發(fā)生宏觀相分離的話，就會使活性層和電極的界面之間相容性變差，接觸不良，從而不利于激子的分離與自由電荷的傳輸。其次還要求抽取電子的界面材料可以形成連續(xù)不斷的互穿網(wǎng)

3、絡(luò)結(jié)構(gòu)，給電荷的抽取和載流子的傳輸提供良好的通道。本文采用平面性良好的氧化石墨烯(GO)提高配體交換的納米晶的分散性和使用3D結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體納米晶修飾電極界面的方法解決了這兩個問題。具體方法如下：
　　第一，本文使用熱注入的方法制備了四方晶型的Cu2ZnSnSe4納米粒子作為正向器件的空穴傳輸層，取代了聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)，并用配體吡啶交換的方法去除納米晶表面的絕緣有機物，來提高半導(dǎo)體

4、納米晶的電荷傳輸能力。但是交換后的納米粒子容易聚集的現(xiàn)象會導(dǎo)致電池漏電。為了解決納米粒子聚集的問題，加入少量氧化石墨烯(GO)作為負載和分散團聚半導(dǎo)體的納米模板，不僅使納米晶與氧化石墨烯上的官能團通過靜電作用相互吸引，提高了納米粒子的分散性，制備的納米復(fù)合物還有助于調(diào)控陽極緩沖層的功函，從而使器件效率升高一倍。
　　第二，本文通過制備 CdSe四足體(TPs)納米晶修飾反向器件中緩沖層 ZnO的表面，形成3D網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的電子傳輸與抽