高性能ZnO納米薄膜的制備及其在反型有機(jī)太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用研究.pdf

1、近些年來(lái)，常規(guī)化石能源日益枯竭，能源危機(jī)日益加劇。為了解決能源危機(jī)，開(kāi)發(fā)新的潔凈能源迫在眉睫。利用太陽(yáng)能最直接的方法是直接將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能。因此，世界各國(guó)逐漸重視對(duì)太陽(yáng)能電池的研究，紛紛實(shí)施了對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電的補(bǔ)貼政策，太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)在最近幾年得到迅猛發(fā)展。然而，在已經(jīng)商品化的太陽(yáng)能電池市場(chǎng)中，無(wú)機(jī)晶體硅太陽(yáng)能電池因其高的轉(zhuǎn)化效率等優(yōu)點(diǎn)占據(jù)了主導(dǎo)地位。但是由于成本高、工藝復(fù)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(yīng)用。與無(wú)機(jī)太

2、陽(yáng)能電池相比，有機(jī)太陽(yáng)能電池具有成本低、質(zhì)量輕、柔韌性好且可以大面積印刷等優(yōu)點(diǎn)，成為太陽(yáng)能電池研究的熱點(diǎn)方向之一。然而常規(guī)有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池的空穴傳輸層PEDOT：PSS對(duì)ITO基底會(huì)產(chǎn)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(yáng)能電池可采用ZnO等過(guò)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(yáng)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(yáng)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(jī)太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用，主要進(jìn)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(jìn)行表征，研究三種制備方法的優(yōu)劣性，通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)低溫水解溶膠-凝膠法制備薄膜性能最好；
　　 (2)對(duì)低溫水解法制備的納米ZnO薄膜的增透特性進(jìn)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(zhì)量模型公式計(jì)算了ZnO的帶隙與實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，實(shí)驗(yàn)與理論符合一致；
　　 (3)采用ZnO缺陷能級(jí)模式對(duì)低溫水解溶膠-凝膠法制備納米ZnO薄膜的熒光特性進(jìn)行了定性的研究，分析了熒光峰位與缺陷之間的關(guān)系；
　　 (4)反型太陽(yáng)能電池的制備與表征，重點(diǎn)對(duì)比不同條件對(duì)器件性能影響。①實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)120℃退火活性層性能明顯提高；②實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)對(duì)納米ZnO薄膜500℃退火后器件性能明顯降低；③研究不同