氧化鋅納米晶作為聚合物光伏器件電極修飾層的研究.pdf

1、有機光伏由于其價廉、質輕、適合大面積柔性生產等優(yōu)點引起了人們的極大興趣。為了實現(xiàn)工業(yè)化柔性、高效率、高的穩(wěn)定性是目前研究的方向，制備以氧化鋅(ZnO)納米晶作為電子傳輸層的倒置器件，是可以實現(xiàn)上述要求的。但是，由于ZnO自身材料的缺點，如氧空位，較低的電導率等，直接影響了器件的性能，因此成為人們研究的熱點。
　　本文分別研究以聚氧化乙烯(PEO)修飾的氧化鋅納米晶、銫摻雜和硫摻雜的氧化鋅納米晶作為倒置有機光伏電池的陰極修飾層。通過

2、不同質量比的PEO∶ZnO、銫摻雜濃度、硫化時間來改變氧化鋅的光電特性，進而使器件性能得到提高。具體工作如下:
　　利用PEO主鏈中的氧能與氧化鋅共用電子對形成配合物，來降低氧化鋅表面缺陷的原理，制備出PEO∶ZnO質量比分別為0、0.01％、0.05％、0.1％、1％的PEO∶ZnO溶液。發(fā)現(xiàn)修飾后的光伏器件短路電流和填充因子都得到了提高。當加入量為0.05％時，器件的光電轉化效率(PCE)從1.38％增加到2.06％。性能的提

3、高是由于PEO修飾ZnO后，表面缺陷降低、體電阻降低、電子傳輸層與活性層間的接觸增加。這就為實現(xiàn)大面積的滾筒式印刷技術，提供可能。
　　通過溶膠-凝膠法制備銫摻雜濃度分別為0、1％、3％、6％、9％的氧化鋅薄膜，將其用于有機光伏電池器件的電子傳輸層。當銫摻雜量為6％時，器件的PCE達到了1.59％，與未摻雜的器件相比提高58％，電流密度由3.9 mA cm-2增加到6.91 mA cm-2。銫離子摻雜后，活性層與電子傳輸層間的能帶

4、對齊、電導率增加。同時，我們以水取代乙二醇甲醚后制備出來的器件與上述最優(yōu)化的器件性能相似。這能更好的滿足未來大規(guī)模量產的需要。
　　利用S和O之間電負性的差異，當S取代O后能在ZnO和ZnS界面處發(fā)生化學鍵的重新組合生成ZnOS-ZnS。通過水熱法制備出高電導率的、能級與活性層更匹配的ZnOS薄膜。將其應用于有機光伏器件中，器件效率由1.3％提高到了2.47％（提高90％）。相比其它通過摻雜來提高氧化鋅光電特性的方法，該方法不會產