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1、有機(jī)無(wú)機(jī)雜化電池作為一種新型的薄膜太陽(yáng)能電池近年來(lái)受到人們的廣泛關(guān)注,但其光電轉(zhuǎn)換效率普遍較低,究其原因主要是活性功能層的光吸收效率偏低和光生載流子易復(fù)合。為此,本論文針對(duì)以上這些問(wèn)題,探索性地開(kāi)展了活性功能層制備方法的改進(jìn)以及電池結(jié)構(gòu)組成和工藝的優(yōu)化,并取得如下研究結(jié)果:
(1)采用兩步法制備了垂直取向良好的一維ZnO納米材料。首先通過(guò)溶膠凝膠法制備ZnO晶種層,然后通過(guò)水熱法生長(zhǎng)ZnO納米棒陣列。所制備的ZnO晶種層厚
2、度為100nm,ZnO納米棒陣列致密均勻,直徑平均80nm,棒長(zhǎng)度控制在100至800nm范圍內(nèi)。
(2)采用旋涂法將電子供體材料P3HT(聚3-己基噻吩)負(fù)載于上述制得的ZnO納米棒陣列,通過(guò)慢干工藝改善P3HT與ZnO異質(zhì)結(jié)界面間的納米級(jí)接觸。制得的電池活性功能膜厚度約為1μm,其最大光電轉(zhuǎn)化效率為0.22%。
(3)采用D205染料作為修飾劑進(jìn)一步改善ZnO納米棒陣列的表面特性。通過(guò)紫外可見(jiàn)吸收光譜(U
3、V-vis)和單色光轉(zhuǎn)化效率(IPCE)檢測(cè)得電池在可見(jiàn)光波段的光吸收率和光電轉(zhuǎn)化效率都有提高,D205染料修飾后的電池光電轉(zhuǎn)化效率達(dá)0.98%。
(4)在上述工作的基礎(chǔ)上,以ZnO納晶聚集體修飾晶種層,結(jié)果表明:經(jīng)納晶聚集體修飾的電極膜的D205吸附量從5.93×10-6 mM/cm2提升至7.38×10-6 mM/cm2。在D205染料和ZnO納晶聚集體的協(xié)同作用下電池光電轉(zhuǎn)化效率進(jìn)一步提升,效率達(dá)到1.30%。
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