ZnO纳米颗粒表面缺陷对有机太阳能电池性能的影响
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秦文静(1982-),女,讲师.主要从事教学与科研工作.开展 半导体纳米材料的制备与相关光伏器件性能的研究.

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科技创新体系及条件平台建设计划(10SYSYJC28100)、天津市应用基础及前沿技术研究计划青年基金(12JCQNJC01300)和天津市高等学校科技发展基金计划(20100723)资助项目 (天津理工大学 显示材料与光电器件教育部重点实验室和天津市光电显示材料与器件重点实验室,天津 300384)


Effects of ZnO nanoparticles surface defects on organic solar cell performance
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    摘要:

    用温度控制ZnO纳米 颗粒粒径的大小,研究了颗粒粒径对表面缺陷的影响。由透射电镜(TEM)、紫外-吸收光谱 和荧光光谱测试表明,随着反应温度升高,ZnO纳米颗粒的尺寸增加,比表面积显著下降, 表面缺陷的体密度降低。将不同反应温 度下的ZnO纳米颗粒应用于ITO/ZnO/P3HT:PCBM/MoO3/Ag结构的有机太阳能电池中,进一 步研究了缺陷对电池性能的影 响。实验结果表明,60℃下ZnO纳米颗粒薄膜作为电子传输层的器件 效果最好,电池效率可以达到3.05%。 这表明在一定范围内,ZnO纳米颗粒越大,缺陷密度越低,越有利于器件中电子的传输从而 提高太阳能电池器件的短路电流密度和光电转化效率。

    Abstract:

    ZnO exhibits a remarkable potential application in organic solar cells as an electronic transfer layer.However,the large numbers of defects on nanomaterials surface will trap electron and then decrease the photocurrent of the device.In this research,we fabricated differe nt sizes of ZnO nanoparticles under different reaction temperatures.The impact of the particle size on the surface defects is further studied.The morphologies and optical properties are researche d by transmission electron microscopy (TEM),ultraviolet-visible absorption spectra and the fluore scence spectra.Analysis results showed the size and the specific surface area increase with the increase of reac tion temperature,while the defect density of ZnO nanoparticles is decreased.Finally,ZnO nanoparticle s with different reaction temperatures were incorporated in the organic photovoltaic devices as electron c onductive layer,and the optimized device (60℃) shows the highest power conversion efficiency of 3.05%. It is indicated that the grown particles result in the decrease of surface defects density,which is favo rable to the electron transfer and device performance improvement.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

许新蕊,秦文静,丁国静,刘冬月,马春宇,印寿根. ZnO纳米颗粒表面缺陷对有机太阳能电池性能的影响[J].光电子激光,2013,(12):2295~2300

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  • 收稿日期:2013-03-27
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