聚乙二醇表面修飾氧化鋅量子點(diǎn)的制備及其光伏應(yīng)用.pdf

1、有機(jī)無(wú)機(jī)雜化太陽(yáng)能電池是一種新型太陽(yáng)能電池，將有機(jī)共軛材料的空穴傳輸能力與無(wú)機(jī)材料的電子傳輸能力結(jié)合在一起，材料來(lái)源廣泛，且基本可以實(shí)現(xiàn)液態(tài)加工，具有很大的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用前景。但是有機(jī)無(wú)機(jī)雜化太陽(yáng)能電池的影響因素較多，如材料的選擇、器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝路線的優(yōu)化等，亟需更深入的研究以提高電池的效率。一般無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料激子束縛能較低，不能使載流子形成有效的傳輸。氧化鋅（ZnO）具有電子親和勢(shì)高、激子束縛能大、電子遷移率高等優(yōu)點(diǎn)，可以使載流

2、子擴(kuò)散更遠(yuǎn)的距離，非常具有研究與應(yīng)用價(jià)值。另外，ZnO形貌易控、制備工藝簡(jiǎn)單、來(lái)源廣泛，因此本文選用ZnO量子點(diǎn)作為雜化太陽(yáng)能電池的受體材料，以得到光電性能更好的有機(jī)無(wú)機(jī)雜化太陽(yáng)能電池。
　　本文采用溶膠-凝膠法制備 ZnO量子點(diǎn)，通過(guò)對(duì)其工藝參數(shù)的優(yōu)化，并添加聚乙二醇（PEG-2000）對(duì)其進(jìn)行表面修飾。通過(guò)一系列的測(cè)試方法（掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、X射線衍射儀、紫外-可見光譜、紅外光譜等測(cè)試分析）對(duì)所得 ZnO量子點(diǎn)的

3、結(jié)構(gòu)成分、形貌及光學(xué)性能分析得出，當(dāng)Zn(Ac)2·2H2O與KOH的摩爾比例為1:1.7，Zn(Ac)2·2H2O的濃度為0.1 mol·L-1時(shí)所得到的ZnO量子點(diǎn)純凈、尺寸較小（9.5 nm），且尺寸穩(wěn)定性較好。但不添加表面修飾劑下合成的ZnO量子點(diǎn)表面具有許多缺陷，具有很高的表面活性能而易于發(fā)生團(tuán)聚，PEG表面修飾后的ZnO量子點(diǎn)表面缺陷態(tài)發(fā)射隨PEG-2000添加量的增加而降低，當(dāng)添加0.2g PEG表面修飾劑時(shí)，可得到尺寸更

4、小（7.5nm）、尺寸穩(wěn)定性更好、分散更均勻的PEG表面修飾ZnO量子點(diǎn)。
　　通過(guò)對(duì)ZnO/P3HT體系雜化太陽(yáng)能電池器件的性能研究表明，活性層表面形貌受 ZnO所占比例及活性層界面性能影響，通過(guò)調(diào)節(jié) ZnO的含量并對(duì)其進(jìn)行表面修飾有效改善了其表面形貌，提高其并聯(lián)電阻以減緩器件的漏電情況。通過(guò)優(yōu)化 ZnO添加量可以使器件的效率達(dá)到0.12％；再用 PEG-2000對(duì)活性層界面進(jìn)行修飾可以有效地提高器件性能，當(dāng) PEG的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為