纳米Mn-ZnO的制备及其在有机太阳能电池中的应用

发布时间：2018-01-08 21:05

本文关键词：纳米Mn-ZnO的制备及其在有机太阳能电池中的应用　出处：《广东工业大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：传统化石能源的有限性及其燃烧造成的环境污染等问题,使新能源开发越来越重要。太阳能作为一种取之不尽用之不竭的清洁无污染能源,使得对太阳能的开发利用受到了广泛的关注。与硅薄膜、染料敏化和无机太阳能电池相比,有机薄膜太阳能电池具有溶液可加工型、成本低、柔性、环保等优点,所以它将是太阳能转换成电能最有优势的器件之一。纳米粒子层的引入,能显著改善有机太阳能光伏器件的光电性能。纳米ZnO具有高的透光率、稳定性好、成本低廉、高的载流子迁移率等优点广泛应用于有机太阳能电池中,但是由于纳米ZnO带隙宽、导电能力差,造成器件的短路电流小,因此器件的光电转化效率的提高受限制。本文针对纯纳米ZnO的不足,通过简单的低温溶剂热法制备了掺Mn的纳米ZnO粒子,利用导电性良好的纳米Mn-ZnO作为有机太阳能电池缓冲层和活性层的掺杂来提高器件的光伏性能。具体研究工作如下:(1)采用低温溶剂热法在65oC温度下合成了粒径为5nm左右的纳米ZnO和掺Mn的ZnO粒子,通过X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和紫外可见分光光度计对纳米粒子的物相、形貌大小以及透光率等进行了表征。(2)配制了纳米ZnO/Mn-ZnO粒子分散均匀的有机溶液,采用旋涂法制备了纳米ZnO/Mn-ZnO薄膜作为电子传输层的正置和倒置太阳能电池器件结构。器件的光伏性能测试结果表明:有Mn掺杂的正置电池结构中,可获得1.19%的最佳光电转换效率,比纯ZnO的器件提高了42.2%;在Mn掺杂的倒置器件中,可获得1.53%的最佳效率,比纯ZnO的器件提高了56.1%,并对器件光伏性能的提高机理进行了分析。(3)制备了有机P3HT与纳米ZnO/Mn-ZnO杂化作为活性层的正置太阳能电池,在有机/无机杂化的器件中,可得到1.13%的最佳光电转换效率,比纯纳米ZnO和有机杂化的光伏器件提高了63.7%,并对掺Mn的纳米ZnO对器件光伏性能影响机制进行了分析。
[Abstract]:Nano - ZnO / Mn - ZnO thin films have been widely used in organic solar cells because of their high light transmittance , low cost , low cost and high carrier mobility .

【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM914.4

【参考文献】