ZnO纳米棒材料的制备及光伏特性研究

【摘要】：因为其优异的物理化学特性,ZnO在光催化、太阳能电池等不同领域有广阔的应用前景。一维ZnO纳米结构具有许多新奇的性能,成为纳米半导体材料领域研究的新热点。我们的工作着眼于一维垂直取向ZnO纳米阵列薄膜的制备及铝参杂氧化锌的制备,研究制备条件对形貌变化及可控生长的影响,对其形成机理进行分析,并对其在有机无机复合太阳能电池中的应用做了初步研究。主要研究内容如下： 1.使用脉冲激光沉积法在石英衬底上制备铝参杂氧化锌薄膜(AZO),系统研究衬底温度和氧分压对其结构、光学性能和点穴性能的影响。 2.采用六水硝酸锌,刘亚甲基四氨和去离子水为原料,利用简单易行的水热合成法,在AZO、石英和硅片衬底上成功制备出具有高长径比、高度取向的氧化锌纳米棒阵列薄膜。 3.系统研究了衬底种类、籽晶层和反应时间对氧化锌纳米结构形成的影响。实现了用水热法对氧化钛纳米材料的可控合成。采用纳米晶体的成核与生长理论、表面能理论、形状控制化学理论系统研究了基于衬底的纳米棒形成机理。同时研究了前驱体溶液各组分在反应体系中的作用。 4.将制备的纳米棒纳米阵列运用于有机无机复合太阳能电池,研究其光伏特性。 【关键词】：ZnO纳米棒 激光脉冲沉积 AZO 水热法 有机无机复合太阳能电池
【学位授予单位】：湖北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TB383.1;TM914.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 ZnO材料介绍及应用前景9-11
• 1.1.1 ZnO的结构和性质9-10
• 1.1.2 ZnO材料的应用前景10-11
• 1.2 ZnO纳米棒及阵列的介绍,优点,制备方法以及目前研究现状11-13
• 1.2.1 ZnO纳米棒及阵列的介绍11
• 1.2.2 ZnO纳米棒及阵列的优点11
• 1.2.3 ZnO纳米棒及阵列的制备方法11-13
• 1.3 论文的主要研究内容13-16
• 2 实验与测试16-19
• 2.1 实验中需要的化学药品及仪器16-17
• 2.1.1 实验中所用化学药品16
• 2.1.2 实验仪器/设备16-17
• 2.2 实验设计17-18
• 2.3 样品的表征方法18-19
• 3 AZO的制备及其表征19-26
• 3.1 引言19
• 3.2. AZO薄膜机理介绍19-20
• 3.3 实验过程20
• 3.4 实验结果和讨论20-25
• 3.4.1 薄膜的结构分析20-24
• 3.4.2 电学性能测试24-25
• 3.5 本章小结25-26
• 4 ZnO纳米棒的控制合成及其表征26-41
• 4.1 引言26
• 4.2 生长机制26-27
• 4.3 实验部分27-28
• 4.3.1 薄膜基片的清洗27-28
• 4.3.2 水热法制备氧化锌纳米棒阵列实验方案28
• 4.4 实验结果与讨论28-40
• 4.4.1 籽晶层对氧化锌纳米棒阵列的影响28-34
• 4.4.2 不同衬底对氧化锌纳米棒的影响34-36
• 4.4.3 制备时间对氧化锌纳米棒的影响36-40
• 4.5 本章小结40-41
• 5 有机无机复合太阳能电池实验方法与器件制备41-48
• 5.1 有机无机复合太阳能电池原理简介42-43
• 5.2 有机无机复合太阳能电池的制备43-45
• 5.3 测试45-47
• 5.3.1 对电池的光学测试45-46
• 5.3.2 电池性能测试46-47
• 5.4 本章小结47-48
• 6 论文工作总结48-50
• 6.1 主要内容及创新48-49
• 6.2 尚需进一步研究的工作49-50
• 参考文献50-55
• 附录55-56
• 致谢56

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