氧化鋅電極在太陽能電池中的應(yīng)用.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，人類社會(huì)對能源的需求量越來越大，傳統(tǒng)的化石燃料由于儲(chǔ)量限制和對環(huán)境的嚴(yán)重污染已經(jīng)難以適合當(dāng)前的需要，清潔的可再生資源已成為當(dāng)前開發(fā)的重點(diǎn)。其中太陽能電池由于使用不受空間限制、完全無污染等優(yōu)點(diǎn)而備受人們青睞。本文綜合介紹了太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換機(jī)理，發(fā)展?fàn)顩r和納米ZnO在太陽能電池中的應(yīng)用等內(nèi)容，通過多種方法制備出不同形貌的納米ZnO并制備成半導(dǎo)體薄膜作為太陽能電池的光電極，用來研究不同ZnO的形貌的對電池性能的影響。

2、>　　 首先，通過氣相沉積法、水熱法、化學(xué)沉淀法和電沉積法分別制得了純度較高的ZnO材料，XRD衍射圖表明所制得的樣品都為六方纖鋅礦晶型。通過SEM圖觀察到上述四種方法得到的產(chǎn)物分別為納米四腳狀、片狀和納米棒陣列結(jié)構(gòu)。其中水熱法和電沉積法在導(dǎo)電襯底上可以直接生成一層形貌可控，厚度可控的與襯底接觸良好的半導(dǎo)體薄膜。
　　 其次，將四種ZnO樣品分別組裝成敏化太陽能電池和聚合物太陽能電池。在敏化太陽能電池中，分別使用聯(lián)吡啶釕染料（

3、N719）和CdSe、CdS量子點(diǎn)進(jìn)行敏化，并研究其光電性能。結(jié)果表明，由于較大的表面積和傳導(dǎo)電子的“高速通道”，ZnO納米管陣列光電極的敏化效果最好；聯(lián)吡啶釕染料（N719）、CdSe、CdS量子點(diǎn)敏化劑敏化所產(chǎn)生光電轉(zhuǎn)換效率η分別為1.99％、0.95％和0.219％。在聚合物太陽能電池中，使用聚噻吩和2-甲氧基-5（2'-乙基己氧基）-1，4-亞苯基亞乙烯基（MEH-PPV）為共軛導(dǎo)電聚合物，與ZnO材料組裝成共混型和雙層納米晶-

4、聚合物太陽能電池，研究所組裝成的不同電池結(jié)構(gòu)和不同ZnO形貌對電池光電轉(zhuǎn)換效率的影響。結(jié)果表明，四腳狀ZnO制備的聚合物混合型電池由于具有更大的接觸面積，其光電轉(zhuǎn)換效率是納米管陣列制備的聚合物雙層電池的光電轉(zhuǎn)換效率的1.3倍。
　　 最后，用電沉積法在柔性導(dǎo)電襯底上制備了ZnO納米管陣列，并分別組裝成敏化電池和聚合物電池，分別用聯(lián)吡啶釕染料（N719）和CdSe、CdS量子點(diǎn)進(jìn)行敏化后其光電轉(zhuǎn)換效率分別為1.15％、0.64％和