高性能ZnO納米薄膜的制備及其在反型有機太陽能電池中的應用研究.pdf

1、近些年來，常規(guī)化石能源日益枯竭，能源危機日益加劇。為了解決能源危機，開發(fā)新的潔凈能源迫在眉睫。利用太陽能最直接的方法是直接將太陽能轉化為電能。因此，世界各國逐漸重視對太陽能電池的研究，紛紛實施了對太陽能發(fā)電的補貼政策，太陽能光伏產業(yè)在最近幾年得到迅猛發(fā)展。然而，在已經商品化的太陽能電池市場中，無機晶體硅太陽能電池因其高的轉化效率等優(yōu)點占據(jù)了主導地位。但是由于成本高、工藝復雜、不易于大面積制造、環(huán)境污染等原因，限制了其大規(guī)模應用。與無機太

2、陽能電池相比，有機太陽能電池具有成本低、質量輕、柔韌性好且可以大面積印刷等優(yōu)點，成為太陽能電池研究的熱點方向之一。然而常規(guī)有機聚合物太陽能電池的空穴傳輸層PEDOT：PSS對ITO基底會產生腐蝕，且低功函數(shù)Al等陰極容易被氧化，使得器件穩(wěn)定性不好。相反，反型聚合物太陽能電池可采用ZnO等過渡金屬氧化物作為電子傳輸層，采用Ag、Au等高功函數(shù)金屬作為陽極則避免了上面這些情況。因而研究ZnO薄膜及反型聚合物太陽能電池有著重要的意義。

3、　　 基于此，本論文研究了高性能ZnO納米薄膜的制備及其在反型有機太陽能電池中的應用，主要進行了以下工作：
　　 (1)采用三種方法制備納米ZnO薄膜，并采用SEM，XRD，AFM，吸收光譜，熒光光譜等手段進行表征，研究三種制備方法的優(yōu)劣性，通過對比發(fā)現(xiàn)低溫水解溶膠-凝膠法制備薄膜性能最好；
　　 (2)對低溫水解法制備的納米ZnO薄膜的增透特性進行了研究，并加以理論分析。納米ZnO薄膜的最佳增透率為18％，采用Tau

4、c-Sounds公式和球型納米顆粒有效質量模型公式計算了ZnO的帶隙與實驗進行對比，實驗與理論符合一致；
　　 (3)采用ZnO缺陷能級模式對低溫水解溶膠-凝膠法制備納米ZnO薄膜的熒光特性進行了定性的研究，分析了熒光峰位與缺陷之間的關系；
　　 (4)反型太陽能電池的制備與表征，重點對比不同條件對器件性能影響。①實驗發(fā)現(xiàn)120℃退火活性層性能明顯提高；②實驗發(fā)現(xiàn)對納米ZnO薄膜500℃退火后器件性能明顯降低；③研究不同