ZnO納米棒-MEH-PPV異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池性能的研究.pdf

1、有機(jī)太陽(yáng)能電池具有重量輕,成本低,柔軟可卷曲,制各工藝簡(jiǎn)單,面積大等優(yōu)勢(shì),逐步成為近年來(lái)最熱門(mén)的研究領(lǐng)域之一。但有機(jī)太陽(yáng)能電池還存在光電轉(zhuǎn)換效率偏低、載流子遷移率低、光譜響應(yīng)范圍窄等問(wèn)題,實(shí)用性不強(qiáng)。為了解決上述問(wèn)題,在聚合物體系中引入高遷移率的無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米晶是重要的手段之一。本論文以ZnO納米棒和聚合物MEH-PPV復(fù)合體系為研究對(duì)象,探討了不同材料的加入對(duì)器件性能的影響。
　　 首先利用XRD,SEM對(duì)水熱法制備的ZnO納

2、米棒結(jié)構(gòu)和尺寸進(jìn)行了表征。分析了ZnO納米棒作為電子受體使用的可行性。在ZnO納米棒/MEH-PPV基本器件中加入染料,有效的提升了器件的開(kāi)路電壓和短路電流。陽(yáng)極緩沖層LiF的加入使器件的短路電流有了1.5倍的提升。
　　 其次,分析了有機(jī)N型聚合物新材料PPDIC的光電特性,并將其與MEH-PPV混摻,結(jié)合ZnO納米棒制作體異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池。由AFM圖分析得知在PPDIC與MEH-PPV比例為1∶4時(shí),兩種材料形成良好的互穿網(wǎng)絡(luò)

3、,給體/受體異質(zhì)結(jié)界面增多,激子分離幾率增大,此時(shí)器件的得到最佳性能。但由于此材料的溶解性較差,器件的光伏特性較低。
　　 最后,為了增大器件的光吸收,在ZnO納米棒/MEH-PPV插入有機(jī)N型小分子PTCDA。由于激子的解離主要發(fā)生在PTCDA/MEH-PPV界面,因此在此器件中ZnO納米棒主要作為電子的傳輸通道使用。插入PTCDA后,器件在可見(jiàn)光區(qū)的吸收強(qiáng)烈,光生激子數(shù)量增加,光電流密度增大。當(dāng)蒸鍍的PTCDA厚度為40nm