噴霧熱解法制備ZnO薄膜及在聚合物太陽能電池中的應(yīng)用.pdf

1、ZnO是一種性能優(yōu)異的電子傳輸層（ETL）材料，能有效提高聚合物太陽能電池(PSC)器件的轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)也是最有希望實(shí)現(xiàn)卷對(duì)卷生產(chǎn)的ETL材料之一。噴霧熱解技術(shù)具有低成本、大面積制備等優(yōu)勢(shì)，適合于ZnO薄膜的制備，但目前采用噴霧熱解法(SP)制備ZnO薄膜用于有機(jī)光電器件的報(bào)道依然較少。本文研究了不同溶液體系下制備ZnO薄膜的工藝參數(shù)對(duì)ZnO薄膜性質(zhì)的影響，及對(duì)PSC器件性能的影響規(guī)律。
　　XRD結(jié)果表明以硝酸鋅甲醇溶液作為前驅(qū)

2、液，利用SP技術(shù)，在350-450℃下制備出了六角鉛鋅礦結(jié)構(gòu)ZnO薄膜。通過SEM觀察發(fā)現(xiàn)薄膜致密，晶粒尺寸均勻，晶界隨襯底溫度升高而變得更清晰；XRD和SEM測(cè)試結(jié)果表明，較高的襯底溫度可以使薄膜獲得更好的結(jié)晶性，當(dāng)襯底溫度超過450℃時(shí)薄膜沿著C軸取向生長(zhǎng)；光譜測(cè)試結(jié)果顯示所有樣品在可見光波段的透光率達(dá)80％以上，且透光率隨制備溫度升高而升高；電學(xué)測(cè)試結(jié)果表明，制備的皆為高阻的ZnO薄膜。將ZnO薄膜用作PSC器件的ETL，測(cè)試結(jié)果

3、表明ZnO薄膜的襯底溫度在400℃左右時(shí)，其電子傳輸性能最好，器件的光電轉(zhuǎn)換效率最高，達(dá)2.80%。
　　針對(duì)普通SP制備ZnO薄膜襯底溫度過高的問題，發(fā)展出了一種在120-250℃的低溫下制備ZnO薄膜的方法。首先采用熱重-差示掃描量熱分析儀(TG-DSC)分析前驅(qū)體熱力學(xué)性質(zhì)，確定了制備薄膜的襯底溫度。XRD結(jié)果表明制備的ZnO薄膜為六方鉛鋅礦結(jié)構(gòu)，無晶面擇優(yōu)取向生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)。隨著襯底溫度的升高，薄膜的晶粒和粗糙度增大。400-8