ZnO納米線陣列的制備及其在DSSC電池中的應(yīng)用.pdf

1、染料敏化太陽能電池（DSSC）作為一種新型光電化學(xué)太陽能電池，以其制作工藝簡單、成本低、理論上很大的電池總效率提升空間，且對(duì)環(huán)境良性，而具有很好的應(yīng)用前景。目前，以TiO2薄膜作光陽極的DSSC電池的光電轉(zhuǎn)化效率最高可達(dá)11％。但是納米晶多孔TiO2薄膜中大量表面態(tài)的存在，使DSSC電池轉(zhuǎn)換效率降低。ZnO作為有望取代TiO2的氧化物之一，近年來，以陣列ZnO納米線、棒、片作光陽極的DSSC電池研究取得了較大的發(fā)展。在這些電池中引入的直

2、線電子傳輸理論認(rèn)為：電子在垂直于導(dǎo)電基底的單晶陣列結(jié)構(gòu)中傳輸具有極高的傳輸速率和最低損耗。在相同條件下，與TiO2納米粒子相比較，用ZnO納米線陣列制備的光陽極具有更好的光電轉(zhuǎn)換效率。單晶半導(dǎo)體納米線陣列的引入，可以有效地降低電子傳輸?shù)木Ы鐒?shì)壘和傳輸損耗，提高電荷傳輸能力，從而提高光電轉(zhuǎn)換的效率，它已成為染料敏化電池光陽極新的研究方向。
　　本文探討了應(yīng)用于DSSC電池的ZnO納米線制備工藝，在優(yōu)化工藝條件下制備得到呈現(xiàn)陣列排列特

3、性的ZnO納米線，并以此作為染料敏化太陽能電池光陽極材料。主要研究內(nèi)容為：
　　(1)采用低溫化學(xué)氣相沉積法（CVD）制備ZnO納米線陣列，討論了襯底、催化層、溫度條件和載氣氬氣的氣氛條件對(duì)ZnO納米線陣列的影響。材料微結(jié)構(gòu)表征和分析表明，制備ZnO納米線陣列的優(yōu)化工藝條件為：在AZO膜上，以鉻作為催化劑，ZnO源最高分解溫度為1350℃，襯底溫度最高在450℃-500℃之間，氬氣在源溫到達(dá)最高時(shí)通入，流量保持35sccm不變，通