ZnO納米線陣列的制備及其在DSSC電池中的應用.pdf

1、染料敏化太陽能電池（DSSC）作為一種新型光電化學太陽能電池，以其制作工藝簡單、成本低、理論上很大的電池總效率提升空間，且對環(huán)境良性，而具有很好的應用前景。目前，以TiO2薄膜作光陽極的DSSC電池的光電轉化效率最高可達11％。但是納米晶多孔TiO2薄膜中大量表面態(tài)的存在，使DSSC電池轉換效率降低。ZnO作為有望取代TiO2的氧化物之一，近年來，以陣列ZnO納米線、棒、片作光陽極的DSSC電池研究取得了較大的發(fā)展。在這些電池中引入的直

2、線電子傳輸理論認為：電子在垂直于導電基底的單晶陣列結構中傳輸具有極高的傳輸速率和最低損耗。在相同條件下，與TiO2納米粒子相比較，用ZnO納米線陣列制備的光陽極具有更好的光電轉換效率。單晶半導體納米線陣列的引入，可以有效地降低電子傳輸的晶界勢壘和傳輸損耗，提高電荷傳輸能力，從而提高光電轉換的效率，它已成為染料敏化電池光陽極新的研究方向。
　　本文探討了應用于DSSC電池的ZnO納米線制備工藝，在優(yōu)化工藝條件下制備得到呈現陣列排列特

3、性的ZnO納米線，并以此作為染料敏化太陽能電池光陽極材料。主要研究內容為：
　　(1)采用低溫化學氣相沉積法（CVD）制備ZnO納米線陣列，討論了襯底、催化層、溫度條件和載氣氬氣的氣氛條件對ZnO納米線陣列的影響。材料微結構表征和分析表明，制備ZnO納米線陣列的優(yōu)化工藝條件為：在AZO膜上，以鉻作為催化劑，ZnO源最高分解溫度為1350℃，襯底溫度最高在450℃-500℃之間，氬氣在源溫到達最高時通入，流量保持35sccm不變，通