ZnO-ZnCdSe同軸納米線制備及其光伏應(yīng)用.pdf

1、納米結(jié)構(gòu)材料由于其獨特的光學(xué)特性和電學(xué)特性，在光伏器件領(lǐng)域獲得廣泛關(guān)注。其中，納米結(jié)構(gòu)氧化物半導(dǎo)體，如ZnO納米線、TiO2納米晶等，由于其成本低、穩(wěn)定性好、工藝成熟等優(yōu)點，更是被廣泛運用于太陽能電池研究。然而，這些材料帶隙較寬，不能有效吸收太陽光，直接用它們制備的電池效率較低。為了提高效率，人們主要利用帶隙較窄的ZnSe、CdSe、ZnCdSe等材料組裝到ZnO、TiO2上，以增加光吸收。相比于二元的敏化材料，三元化合物半導(dǎo)體具有可調(diào)

2、的能帶結(jié)構(gòu)和帶隙，有望制備出更高效的太陽能能電池。我們知道，三元材料的能帶結(jié)構(gòu)和帶隙與其組分密切相關(guān)，精確控制材料組分顯得尤為重要。目前，盡管人們利用不同的方法，如化學(xué)氣相沉積、化學(xué)浴沉積、離子交換法等，由于其制備過程中離子濃度或元素飽和蒸汽壓的不可控，使得組分難以精確控制。為此，本文提出了一種簡便的磁控濺射交替生長法，實現(xiàn)組分的精確控制。取得的主要研究成果如下:
　　(1)采用磁控濺射，通過優(yōu)化濺射功率、靶材與襯底的間距、濺射氣

3、壓等參數(shù)，在ZnO納米線陣列上制備出殼層相對均勻的ZnO/ZnSe、ZnO/CdSe同軸納米線。掃描電鏡、X射線衍射和透射光譜表征結(jié)果顯示，制備的同軸納米線確為雙層結(jié)構(gòu)，而且具有良好的晶體質(zhì)量。
　　(2)通過磁控濺射交替生長法，在ZnO納米線陣列上制備出不同組分的ZnCdSe殼層。掃描電鏡、X射線衍射、透射電鏡和紫外-可見透射光譜等研究結(jié)果表明，通過調(diào)控ZnSe、CdSe的生長時間比可以精確控制ZnCdSe殼層組分，并且通過后續(xù)