用于溶液工藝光電器件的金屬氧化物界面層材料研究.pdf

1、本論文以溶液工藝的光電器件中的金屬氧化物界面層為研究對象，以太陽能電池器件為主要載體，在優(yōu)化活性層的基礎上，重點研究基于膠體納米晶及前驅體溶液低溫工藝制備的n型氧化鋅(ZnO)和p型氧化鎳(NiO)薄膜界面層在有機太陽能電池以及鈣鈦礦有機-無機雜化型太陽能電池中的應用及界面特性。從材料體系、成膜工藝、表面修飾等多角度開展了一系列創(chuàng)新工作，并為材料和器件的進一步優(yōu)化提供了思路。
　　文中主體工作基于膠體ZnO納米晶開展。基于對膠體Z

2、nO納米晶材料帶電特性的理解，我們開發(fā)出一種室溫電泳沉積的方法用于制備ZnO納米晶薄膜。通過優(yōu)化沉積條件，制備出均勻致密、厚度可控的ZnO納米晶薄膜并將其應用于有機光電器件?；趯nO納米晶薄膜表面缺陷態(tài)的理解，我們引入一種新型的小分子表面修飾方法，即用乙二硫醇鈍化ZnO表面缺陷態(tài)，有效調控了薄膜內部多種缺陷態(tài)所引入的復雜能帶結構，構建了更為有效的電子傳輸通道。該表面鈍化方法顯著降低了反型有機太陽能電池內部的載流子復合速率，改善了界面

3、層對空氣中水、氧的敏感程度，從而有效提升了器件效率和空氣穩(wěn)定性。該研究為ZnO表面缺陷態(tài)的修飾提供了新的認知和思路。同時我們也發(fā)現(xiàn)通過合金化手段能夠有效調節(jié)ZnO納米晶材料的能帶結構，進而可以針對光電器件中所使用的材料體系為其量身定制更為匹配的電子傳輸層界面。
　　對于鈣鈦礦有機-無機雜化電池體系，我們從鈣鈦礦薄膜本身入手，系統(tǒng)研究了后處理溫度及成膜工藝條件對于薄膜表面形貌、結晶質量及載流子擴散距離等參數的影響。針對反型平面異質結