1、有序型太陽能電池器件聚介物米晶雜化太陽能電池中*如何構筑有效的互穿網絡結構是目前垠去的難點。國際上，人家常用通過體相異質結方式制備雜化器件，但是由兩相的無規排列使得載渝子的傳輸距離無謂的變長，導致器件的效率受到了限制亠叫為r進莎提諾器件的光電轉換效率*人們設計了有序型的雜化農陽能電池器件*制備這種器件的核心問題是制備有序的納米棒陣列我們在本章中著重設計探討了ZnO納米棒陣列的制備過程*為進一步制備有序型的雜化盤陽能電池器件做好準備。3.2水相合成的ZnO納米棒陣列實驗部分賓驗原料對氯節，四氫嚷吩，甲醇氫氧化鈉，鹽酸,酚釀-PEDOT:PSS(PVPA14083)P88酸鋅*氮氧化鉀*鋁匕水,1

2、3丙二胺(DAP)3.2I2叢征儀器日ShimadzuUV3600紫外可見-近纟1外允譜儀；BShiimdzuRF-5301PC熒光光譜儀(激發光源波長3砧nrn)：II本HitachiHSOO透射業鏡(合成電壓加()昨)；英HVGESCALABMKUXifrj線光電產能詵分析儀：類國NcolefAvelar360FTIR傅立葉變換紅外光譜儀；AmbiosTechXP-2fr階儀笑啊KdthleySourceMeter2400計算機控制的數字源表;SCIENCETECH500-W末陽光棋擬器；美國布魯克NanosoopeJJlafe-f力顯微鏡，美國TAQ500熱光重井析儀；3.2.1.3合成

3、方法(1) ZnO納米棒的制備硅片分別用清潔劑、水、丙酮（超聲10min）.甲醇、紫外臭氧清潔機（20min）。每個基底都用5mM的兩水合醋酸鋅的乙醇溶液包覆25s,再用乙醇沖洗，包覆過程再重復四次。晶層用爐在空氣中35（）°C鍛燒2（）min°基底與水平線成30o放在小瓶中，內有12mL增長液有硝酸鋅0.089g.六次甲基四胺（HMT）0.042g.和DAPO.191mL。溶液均加熱到92.5°C,75min°（2）PPV前驅體的制備PPV前驅體的貝體制備方法詳見2.2.1.3o（3）水相合成的A陽能電池器件的制備首先，在ITO基底上制備ZnO納米棒，

4、將制好的ZnO納米棒用氮氣吹干，在其上旋涂聚合物溶液，將旋涂好的1TO放入手套箱中退火，最后，將處理好的ITO基底上蒸鍍電極材料。3.22結果與討論納米棒的意義在ITO基底上生長ZnO納米棒可以輕易的構筑月序型太陽能電池器件的一相，另一相可以在ZnO相的基礎Z上構筑。ZnO作為電子傳輸材料可以有效的傳輸電子并且阻擋空穴。由TZnO納米棒垂直丁基底，當電子傳到ZnO表面時，電子便可以沿著ZnO定向傳輸，而不會被其他類型的載流子所淬滅。如圖3所示，圖中的器件結構為!TO/ZnO/P3HT:PCBM/Ago從能級結構圖中可以看出，ITO是作為電子的受體，被當作陰極，而Ag收集的是空穴，作為陽極，電子

5、和空穴在P3HT和PCBM的界面有效的分離，分離后的電子將會在ZnO納米棒表面傳遞給ZnO,再定向傳輸給ITO玻璃，最后導出形成電流。而且這種反式的器件結構有很好的穩定性，通過使用較穩定的Ag作為金屬電極町以很好的延長器件的壽命，增加A陽能電池器件的工作時間。P3HT3.8兇44oV48eVTro-6.2VPCBM78eVZnO4.3«V52eVP3HTAgFigure3.1theschemeoftheorderedsolarec11sdevices納米棒的影響因索影響ZnO納米棒的生長的因索仃很多，我們主耍關心的是ZnO納米棒在用作人陽能電池時候對器件的光電轉換效率的切響因素.總結

6、起來主婆有ZnO納米棒的粗細,也就是ZnO納米棒直徑的大小。其次,就是ZnO納米棒之間的空隙,也就是ZnO納米棒的周期的人小，較人的周期會使得聚合物相的厚度過人，光生激子難以輕易的分離，在還沒到達給受體界面就發生我流子的淬火。較小的周期勢必導致聚合物的負伐就過低,導致器件對太陽光的吸收過小,由此導致最嚴9的問題就是光生電荷過少，產牛的矩路電流過小，光電轉換效率過低.ZnO納米棒的制備方法有化學的方法還有物理的方法。不難想象，物理的方法制備的ZnO納米棒尺寸均一，形貌規整,分布有序。而且用物理的方法制備的納米梓陣列結構易J：控制,方便調整，比較靈活但是用這種物理的方法制備的ZnO納米棒需要較高的

7、成水，儀器也相対耍復雜一些，然而用化學方法制備的ZnO納米棒時候，方法比較簡單，耗時較短，不需要復雜的儀器，因此所消耗的成本較低。但是也同樣存在著弊端，用化學方法制備ZnO納米棒的時候制備的納米棒的形貌控制的并不理想,尺寸并非完美的均-,Ifull并不完美的規整盡管如此，利用化學的方法制備這種納米結構可以更加的適介人而枳的生產。Figure3.2TheSEMimageoftheZnOnanorods.在圖3.2中，我們將制備的ZnO納米棒進行了打描電鏡的表征，從圖中可以看出很明顯的納米棒結構。納米I的尺寸較為均，直徑人約在100納米到200納米Z'可.長度大約在1000納米左右.但是納

8、米棒的取向并非完美的垂直皿底,盡管如此，這種貝有一定取向的ZnO納米棒已經滿足有序型A陽能電池的需要。雖然并非完美的垂直基底,ZnO納米棒的有序性已經非常有助F電子的定向傳輸。從圖中可以看出納米悸并非密堆積,這樣大的空隙可能會導致激在分離成我流子Z前就被淬滅掉岡此如何調控ZnO納米棒的直徑成為我們卜步工作的重點，我們的目標是利用化學的方法原位生長直徑更人的ZnO納米棒，所采取的方法是水熱介成.X耍解決的關鍵性科學問題是確定影響納米棒生長過程中影響It徑的因素.Figure3.3TheSEMimageoftheZnOnanorods.我們通過増加硝酸鋅溶液的濃度成功的控制了ZnO納米棒的直徑，從

9、圖3.3中可以r(出,ZnO納米棒的fl徑III對Z詢在硝酸鋅濃度較低的時候所制備的ZnO納米棒的直徑要人很多，現在的直徑人約在5()()納米左右。長度耍趙過1()0()納米。較大的ZnO納米棒的直徑確保了聚介物能夠在光生激子轉變成我流子Z前不被淬滅掉,ZnO納米樺的生長機理比較復朵,存在著成核和生長的過程.ZnO成核首先需要有種子，在生長ZnO納米棒Z前，我們盂要先預處理基底，生長一層ZnO種了。在生長ZnO納米棒時候通過調節ZnO納米棒的以個不同參數町以控制Zn()不同生長階段的因素來最終控制ZnO的生長°成核和生長階段都能影響ZnO納米棒的最終形貌，我們通過改變硝酸鋅的濃度可以

10、輕易的改變ZnO納米棒的成核過程.較人的鋅源濃度町以獲得較大的基底面積,在相同生長條件F，生長出來的ZnO納米棒的直徑就會人些。口徑較人的ZnO納米棒會便紂這種存序型A陽能電池器件的效果仃所提高。ZnO納米棒的長度可以通過控制生長階段來控制，對J：較粗的ZnO納米棒來說,其縱向生長的速度相對耍快一些。較大的生長速度便得制備器件所需要的時I'l-J也何效的縮短，人人提高了器件制備的效率。肚J：ZnO雜化A陽能電池ZnO納米棒生長之后，便可以應用F太陽能電池器件的制備。基JZnO納米棒的雜化A陽能電池比較容易理解，由Zn()納米棒是電子的受體，所以一般用作反式的太陽能電池痔件,在正式的太陽能電池器件中,lhJ：PEDOT:PSS是水溶性的材料，會使得在旋涂沽性圧時候，或者在生長ZnO納米棒的時候容易溶解PEDOT:PSS,因此，常用來制備反式的A陽能電池器件。在反式的器件結構中，ZnO不僅町以作為電子傳輸層,從而阻擋空