ZnO纳米线的控制生长及在染料敏化太阳能电池中的应用

【摘要】：利用旋涂法在FTO导电玻璃板上制备一层ZnO籽晶,再经水热生长,得到杂乱的和规整的ZnO纳米线;重复该过程,制备得到带分枝结构的ZnO纳米线。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外-可见分光光度计和光电转换测试系统等手段,研究了水热生长条件对ZnO形态和晶体结构的影响,以及它们对染料吸附率和光电转换效率的影响。结果表明:在生长液中添加聚乙烯亚胺有利于ZnO籽晶择优取向单向生长;原位生长形成的ZnO纳米线均为纤锌矿结构,结晶性良好;影响带分支结构ZnO纳米线制备的关键因素为悬挂籽晶次数和晶化热处理升温速率。解吸附和光电性能测试结果表明,相对于初始的ZnO纳米线,带分枝结构的ZnO纳米线具有更高的染料吸附率和太阳能转换效率。 【作者单位】： 西安交通大学材料科学与工程学院;西安交通大学金属材料强度国家重点实验室;
【关键词】： 氧化锌纳米线 水热生长 染料吸附率 转换效率
【基金】：国家自然科学基金资助项目(50773062)
【分类号】：O614.241;TM914.4
【正文快照】： 相对于硅太阳能电池,基于半导体氧化物和有机染料的染料敏化太阳能电池(DSCs)具有廉价、稳定和易制备等优点。DSCs是一个电化学系统,它以一层宽带隙半导体(TiO2或ZnO)多孔膜作为吸附染料的光阳极[1-3]。TiO2纳米颗粒和纳米线是研究最为广泛的光阳极材料,其最高转换效率可达11.

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