新型光陽(yáng)極結(jié)構(gòu)的制備及其在太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用.pdf

1、光陽(yáng)極在太陽(yáng)能電池中承載著光吸收、激子產(chǎn)生、激子傳輸、激子分離及電子傳輸?shù)亩嘀刈饔谩ＴO(shè)計(jì)合理的光陽(yáng)極結(jié)構(gòu)，以得到較好的電池性能，具有重要的研究?jī)r(jià)值。
　　ZnO具有較高的載流子遷移率，作為電子傳輸材料，在新型太陽(yáng)能電池中得到了廣泛的應(yīng)用。Ag2S是一種窄帶隙（0.9eV)的吸光材料，消光系數(shù)大，可以吸收紫外——紅外區(qū)域的太陽(yáng)光，配合ZnO電子傳輸材料，能夠得到較高的吸光性能及電子傳輸性能。但溶液法制備得到的 ZnO具有較多缺陷，影

2、響載流子的傳輸。因此，有必要研究缺陷對(duì)載流子傳輸及太陽(yáng)能電池器件的影響。另外，為了減少Ag2S/ZnO界面失配造成的載流子猝滅，我們進(jìn)一步設(shè)計(jì)了光陽(yáng)極結(jié)構(gòu)，采用原位硫化的Ag2S@Ag復(fù)合材料作為電極，利用銀的高傳輸特性、獨(dú)特的等離子共振效應(yīng)及片狀陣列的光濃縮效應(yīng)，結(jié)合Ag2S的強(qiáng)吸收特性，制備出兼具良好的光子吸收特性和電子傳輸特性的光陽(yáng)極材料。
　　本文的研究?jī)?nèi)容如下：（1）通過(guò)紫外臭氧處理（UV-Ozone）調(diào)控ZnO納米顆粒

3、膜（ZnO NFs）中的缺陷種類和數(shù)量，探究UV-Ozone處理對(duì)ZnO NFs表面狀態(tài)，缺陷和功函數(shù)的影響，進(jìn)一步研究了這些缺陷對(duì)ZnO NFs的光學(xué)性能和電學(xué)性能的影響，最終得到了光電轉(zhuǎn)化效率達(dá)到4.80％的倒置結(jié)構(gòu)有機(jī)太陽(yáng)能電池器件。（2）在ZnO納米線上（ZnO NWs）通過(guò)化學(xué)沉積的方法制備Ag2S納米顆粒（Ag2S NPs）/ZnO NWs復(fù)合納米結(jié)構(gòu)，探究Ag2S NPs/ZnO NWs復(fù)合納米結(jié)構(gòu)的光學(xué)性能和電學(xué)性能，并

4、基于優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)制備了太陽(yáng)能電池器件，光電轉(zhuǎn)化效率達(dá)到1.37%，這是目前報(bào)道的 Ag2S量子點(diǎn)（QD）敏化太陽(yáng)能電池的最高效率。（3）通過(guò)簡(jiǎn)易的銀鏡反應(yīng)合成單晶銀納米片陣列，通過(guò)原位硫化的方法制備Ag2S@Ag納米片核殼陣列，并探究了納米復(fù)合材料的光學(xué)性能、電學(xué)性能及納米復(fù)合材料對(duì)太陽(yáng)能電池器件的影響，優(yōu)化后，有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化太陽(yáng)能電池器件電流密度達(dá)到20.54mA/cm2，光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到3.50%。這是目前報(bào)道的Ag2S雜化電池中的