纳米ZnO材料在染料/量子点敏化太阳能电池中的研究进展

发布时间：2021-04-01 03:37

　　ZnO是一种性能优异的环保半导体材料,其具有合成原材料来源丰富、制备条件简单、形貌结构易调控等优点,被广泛应用于能源、信息、环境等领域。在染料/量子点敏化太阳能电池中,ZnO通常被用作光阳极材料,负载光吸收剂,同时接收和传输电子。通过发挥其结构易控制的优点,一系列不同的ZnO纳米结构,如纳米球,纳米线,纳米片或纳米花等被用于敏化太阳能电池的光阳极,从而极大地提高了敏化太阳能电池的性能。综述将主要从单一纳米结构和复合结构两方面对纳米ZnO材料进行介绍,讨论了不同ZnO结构在染料/量子点敏化太阳能电池中的最新研究进展,并对电池光电性能的进一步提升提出新的展望。 

【文章来源】：功能材料. 2016,47(12)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

图１ＺｎＯＮＷｓ的ＦＥ－ＳＥＭ图（侧面）Ｆｉｇ１ＴｙｐｉｃａｌＦＥ－ＳＥＭｉｍａｇｅｓ（ｓｉｄｅｖｉｅｗ）ｏｆＺｎＯ

，插图为种子层和纳米棒涂层的截面图；（ｂ），（ｃ）在（ｄ）６０℃下合成ＺｎＯＮＲｓ和ＺｎＯＮＲｓ－ＮＳｓ的截面的ＳＥＭ图像Ｆｉｇ５（ａ）ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆｔｈｅｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅＺｎＯＮＲｆｉｌｍ，ＴｈｅｉｎｓｅｔｓｈｏｗｓｔｈｅｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｅｅｄｌａｙｅｒａｎｄＮＲｆｉｌｍ，（ｂ）ａｎｄ（ｃ）ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆＺｎＯＮＲｓａｎｄｏｆＺｎＯＮＲｓ－ＮＳｓｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄａｔ（ｄ）６０℃图６ＺｎＯＮＲｓ和多级ＺｎＯＮＲｓ－ＮＳｓ的氮等温吸附线Ｆｉｇ６ＮｉｔｒｏｇｅｎｓｏｒｐｔｉｏｎｉｓｏｔｈｅｒｍｓｆｏｒｔｈｅＺｎＯＮＲｓａｎｄｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌＺｎＯＮＲｓ－ＮＳｓ上述的光阳极膜是通过将不同结构的ＺｎＯ纳米材料，通过化学反应逐层沉积在光阳极基底上制备所得到。除此之外，还可以通过改进合成工艺，直接合成出多级纳米材料。例如早期ＺｈａｎｇＱ等［２９］制备的ＺｎＯ聚集体，通过持续的加热搅拌，在溶液中直接合成了由直径１５ｎｍ的颗粒聚集而成的，直径为１００～５００ｎｍ的聚集体，由其制得的ＤＳＳＣｓ的光电转换效率可以达到５．４％。在此基础之上，Ｓ．Ｈ．Ｋｏ等［３０］又由单一纳米线结构变为制备出复杂的纳米树型（Ｎａｎｏｔｒｅｅ）结构，由此制得了形貌为纳米森林（Ｎａｎｏ－ｆｏｒｅｓｔ）的光阳极膜（图８（ａ）），其很好的弥补了纳米线比表面积不足，同时，使得光阳极电子复合机会进一步减小，所制备的基于ＺｎＯ纳米森林结构的电池光电效率，达到了普通纳米线结构的电池效率

图１ＺｎＯＮＷｓ的ＦＥ－ＳＥＭ图（侧面）Ｆｉｇ１ＴｙｐｉｃａｌＦＥ－ＳＥＭｉｍａｇｅｓ（ｓｉｄｅｖｉｅｗ）ｏｆＺｎＯ


本文编号：3112622