氧化鋅基納米結(jié)構(gòu)薄膜及其在染料敏化太陽能電池中的應(yīng)用.pdf

1、染料敏化太陽能電池作為一種光電轉(zhuǎn)化的器件，因為它的低成本高效率與傳統(tǒng)的P-N結(jié)型電池相比越來具有競爭性。ZnO因為它的卓越的物理化學(xué)性質(zhì)和與TiO2相似的光電性質(zhì)，在染料敏化太陽能電池的應(yīng)用上近年來備受關(guān)注。通過不同的方法，ZnO能合成不同的形貌。本論文主要研究了直接在FTO玻璃上面合成ZnO的納米結(jié)構(gòu)，并將其作為染料敏化太陽能電池的光陽極。合成的ZnO薄膜分別用XRD，F(xiàn)ESEM，TEM等手段進行了表征。對ZnO納米結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的染料敏

2、化太陽能電池進行了光電性質(zhì)的測試。
　　有很多方法可以的合成ZnO，用它來用作光陽極。在文章的第二部分，ZnO薄膜通過在較低溫度下熱分解醋酸鋅直接生長在種有ZnO種子層的FTO導(dǎo)電玻璃上。這種方法非常簡單，便宜而且容易控制，合成了不同形貌的ZnO納米結(jié)構(gòu)薄膜。希望通過改變光陽極的結(jié)構(gòu)和形貌，來提高染料敏化太陽能電池的效率。這種方法合成的薄膜具有大的比表面積用來被染料吸附。此外，發(fā)現(xiàn)一些合成條件例如溫度決定了納米結(jié)構(gòu)的形貌。ZnO納

3、米棒，納米顆粒分別在245度和350度的情況下分解醋酸鋅6個小時的情況下得到。合成的ZnO納米結(jié)構(gòu)的薄膜被用作染料敏化太陽能電池的光陽極。以ZnO納米顆粒為基礎(chǔ)的染料敏化太陽能電池的效率達到了1.56％，它的短路光電流和開路電壓分別為5.12mA/cm2和0.46V(AM1.5100mWcm-2)。通過研究EIS，光電轉(zhuǎn)化效率的提高主要是因為電子復(fù)合的減少和電子壽命的延長。
　　此外，ZnO納米結(jié)構(gòu)薄膜將ZnO納米棒粉體直接通過涂

4、刮法涂到FTO玻璃表面上。通過把ZnO納米棒的粉末和乙醇以及少量的醋酸混合研磨，得到ZnO的漿料。這種ZnO納米棒薄膜燃料敏化太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率只有0.77％(AM1.5100mWcm-2)，開路電壓和短路電流分別為0.42V和3.61mA/cm2。
　　為了得到更好性能的ZnO基燃料敏化太陽電池，將氧化鋅納米棒和納米顆粒的混合物做成漿料，用涂刮法涂到了FTO導(dǎo)電玻璃上。實驗發(fā)現(xiàn)把氧化鋅的納米棒和納米顆粒混合在一起可以增加其燃