一維有序ZnO納米棒陣列薄膜的制備及應(yīng)用.pdf

1、在基底上高度有序生長的ZnO納米棒陣列用在短波激光器、染料敏化太陽能電池等光電器件中，在提高器件性能方面有很廣闊的前景，因而在固態(tài)基底上生長有序ZnO納米棒陣列成為人們研究的熱點(diǎn)。 本文采用兩步法在透明導(dǎo)電玻璃上原位生長有序ZnO納米棒陣列薄膜。首先在透明導(dǎo)電玻璃上沉積一層ZnO納米晶薄膜，作為晶種面，然后采用化學(xué)溶液法在晶種面上生長ZnO納米棒陣列膜。通過研究ZnO納米晶薄膜對(duì)ZnO納米棒陣列膜有序性的影響，得到ZnO納米晶薄

2、膜作為緩沖層減少了ZnO納米棒與導(dǎo)電玻璃襯底的晶格失配現(xiàn)象，并且ZnO納米晶薄膜晶向決定著納米棒陣列膜的晶體取向；通過研究襯底放置方式對(duì)ZnO納米棒陣列膜有序性的影響，發(fā)現(xiàn)垂直放置比水平放置更有利于納米棒的有序生長，從此摸索到了制備有序ZnO納米棒陣列膜的最優(yōu)化條件。 對(duì)所制備的有序ZnO納米棒陣列膜進(jìn)行了表征：SEM表征說明納米棒基本垂直襯底生長，棒呈六方柱狀，棒的直徑約為40 nm，棒長達(dá)到微米量級(jí)；XRD表征說明納米棒為典

3、型的纖鋅礦結(jié)構(gòu)，具有沿c軸垂直襯底的擇優(yōu)取向性，并與納米晶薄膜的晶體取向一致；從吸收光譜ABS來看，所制備的樣品存在較強(qiáng)的紫外吸收，并在371.5 nm處有一明顯的吸收峰；光致發(fā)光光譜在350 nm的激發(fā)光的激發(fā)下，得到了一較強(qiáng)的中心波長位于387 nm的紫一紫外的發(fā)光峰，和位于468 nm的一弱的藍(lán)光發(fā)光峰，將兩個(gè)峰的強(qiáng)度比較，說明所制備的ZnO具有較高的質(zhì)量。 文中將一維有序ZnO納米棒陣列分別生長在ITO和FTO兩種不同的

4、襯底上制成有效面積為1 cm<'2>染料敏化太陽能電池，并將兩組電池的性能做了比較，得到在FTO生長納米棒陣列膜制備的電池的短路光電流為5.79 mA/cm<'2>，開路光電壓為0.52 V，總的光電轉(zhuǎn)換效率為0.84％，而在ITO上生長納米棒陣列膜制備的電池的短路光電流為1.33 mA/cm<'2>，開路光電壓為0.44 V，總的光電轉(zhuǎn)換效率位0.16％，因此在FTO上制備納米棒陣列膜上所得到的電池性能比在ITO上制備納米陣列膜具有更