梯度核殼復(fù)合納米棒ZnO-ZnxCd1-xSe太陽(yáng)能電池的制備.pdf

1、以ZnO納米棒作為核心層，窄帶隙半導(dǎo)體材料作為連續(xù)包覆殼層制備復(fù)合納米棒結(jié)構(gòu)，形成type-Ⅱ型異質(zhì)結(jié)不但可以促使光生電子-空穴對(duì)在界面處的有效分離，還可以有效地拓寬復(fù)合結(jié)構(gòu)在可見(jiàn)光譜區(qū)的吸收范圍。因此，該類(lèi)結(jié)構(gòu)應(yīng)用于太陽(yáng)能電池有望提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
　　本文從提高納米棒的質(zhì)量及降低制備成本考慮，采用液相法制備梯度ZnO/ZnxCd1-xSe核-殼復(fù)合納米棒，并應(yīng)用于太陽(yáng)能電池的制備。采用膠體晶體模板法制備周期性排列的模板，

2、并在模板結(jié)構(gòu)上進(jìn)一步生長(zhǎng)ZnO納米棒作為核心層，提高納米棒的有序排列并調(diào)控納米棒的密度;利用液相離子交換法制備組分可變殼層材料，充分考慮帶隙匹配以形成typeⅡ異質(zhì)結(jié);調(diào)控退火參數(shù)，進(jìn)一步提高殼層的結(jié)晶度，并復(fù)合ZnS作為鈍化層保護(hù)，有效地抑制半導(dǎo)體納米材料的光腐蝕，提高電池的光穩(wěn)定性。主要研究?jī)?nèi)容包括:
　　一、膠體晶體模板法制備周期性模板結(jié)構(gòu)。為了生長(zhǎng)更加規(guī)則的ZnO納米棒陣列，更能有效的運(yùn)輸電荷，利用聚苯乙烯(PS)膠體晶體

3、制備周期性排列的模板。通過(guò)PS小球在空氣-水界面的自組裝、轉(zhuǎn)移及隨后的溶膠填充小球空隙及最終的PS小球脫除等步驟，在FTO導(dǎo)電玻璃基底上形成了三種不同的模板。
　　二、ZnO納米棒的制備與表征。在周期性模板基礎(chǔ)上用水熱法生長(zhǎng)排列有序ZnO納米棒。然后借助掃描電子顯微鏡(SEM)，X射線(xiàn)衍射(XRD)對(duì)ZnO納米棒的形貌、結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，得到最佳的制備條件。
　　三、ZnO/ZnxCd1-xSe核-殼復(fù)合納米棒的制備與表征。利

4、用液相離子交換法制備了ZnO/ZnxCd1-xSe核-殼復(fù)合納米棒并進(jìn)行了形貌、結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分的表征，并進(jìn)行了吸收光譜的測(cè)量。ZnO/ZnxCd1-xSe核-殼復(fù)合納米棒較ZnO納米棒在形貌、吸光度上發(fā)生了較大改變。ZnO/ZnxCd1-xSe核-殼復(fù)合納米線(xiàn)的表面不再光滑，且在可見(jiàn)光波譜范圍內(nèi)吸收強(qiáng)度增大。同時(shí)液相離子交換時(shí)的溫度也會(huì)影響ZnO/ZnxCd1-xSe核-殼復(fù)合納米線(xiàn)的吸收強(qiáng)度。
　　四.器件的組裝、J-V曲線(xiàn)測(cè)量