ZnO基有機(jī)無機(jī)雜化太陽能電池制備及性能研究.pdf

1、隨著全球經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，能源緊缺與碳排放問題日益凸顯，開發(fā)可再生能源也顯得越發(fā)重要與急迫。有機(jī)/無機(jī)雜化太陽能電池作為一種有前景的電池，近年來受到了廣泛的關(guān)注。和傳統(tǒng)太陽能電池相比，雜化太陽能電池有很多優(yōu)勢(shì)，例如它材料價(jià)格廉價(jià)，可以在低溫下通過旋轉(zhuǎn)涂膜、絲網(wǎng)印刷、噴墨打印等方法制備，可大面積成膜，操作簡(jiǎn)單易行，被認(rèn)為是取代無機(jī)太陽能電池的理想選擇。ZnO基有機(jī)無機(jī)雜化太陽能電池因ZnO具有可低成本低溫生長(zhǎng)、電子遷移率高、環(huán)保無毒等優(yōu)勢(shì)而

2、尤其受到關(guān)注。本文針對(duì)ZnO基有機(jī)無機(jī)雜化太陽能電池的研究熱點(diǎn)，首先研究了生長(zhǎng)條件對(duì)ZnO納米結(jié)構(gòu)尺寸和密度的影響，并重點(diǎn)研究了不同ZnO納米結(jié)構(gòu)尺寸、ZnO表面修飾處理、退火、氧等離子體處理、空氣中陳化等對(duì)ZnO基有機(jī)無機(jī)雜化太陽能電池器件的效率影響，發(fā)現(xiàn)退火、氧等離子體處理、對(duì)ZnO進(jìn)行PSBTBT表面修飾、對(duì)器件進(jìn)行空氣中陳化，對(duì)提高電池的效率均起到了一定的作用。具體研究工作如下:
　　1.采用水熱方法，以涂有ZnO納米晶籽

3、晶層的ITO作為襯底，制備ZnO納米棒，研究了不同濃度的反應(yīng)液在不同時(shí)間下水熱生長(zhǎng)的ZnO的具體形貌、尺寸，密度。以此為基礎(chǔ)制備了ITO/ZnO/P3HT/Ag有機(jī)無機(jī)結(jié)雜化太陽能電池，通過比較電池的效率，獲得了最佳ZnO納米棒的尺寸和密度;
　　2.制備了體異質(zhì)結(jié)雜化電池，電池結(jié)構(gòu)是ITO/ZnO/P3HT/Ag。通過對(duì)ZnO表面分別進(jìn)行退火處理，等離子處理，發(fā)現(xiàn)ZnO在400℃下處理1h，器件效果最佳。
　　3.制備了結(jié)

4、構(gòu)為ITO/ZnO/P3HT∶PCBM/Ag的雜化電池，通過改變活性層的退火溫度和時(shí)間，對(duì)ZnO表面進(jìn)行PSBTBT修飾及在空氣中陳化處理，發(fā)現(xiàn)不同處理?xiàng)l件下器件效率均有所提升。最佳的器件通過PSBTBT表面修飾和在空氣中陳化處理效率達(dá)到2.02％，其中短路電流密度、開路電壓、填充因子分別是13.23mA.cm-2、0.547V、28％。通過表面修飾的器件效率比未修飾的效率提高近7倍。
　　4.以P3HT為電子施體，PCBM為電子