zno 纳米管有序阵列与cu o 纳米晶核壳结构的光电化学性能及全固态 .pdf

Vol.35 高等 学校 化 学 学报 No.1 2014年1月 摇 摇 摇 摇 摇 摇 CHEMICALJOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES摇 摇 摇 摇 摇 摇 127 ~133 doi:10.7503/ cjc 摇 摇 ZnO纳米管有序阵列与CuO纳米晶 2 核壳结构的光电化学性能及全固态 纳米结构太阳电池研究 郝彦忠,孙摇 宝,罗摇 冲,范龙雪,裴摇 娟,李英品 (河北科技大学理学院,石家庄050018) 摘要摇 采用电化学方法在铟锡氧化物(ITO)导电玻璃基底上制备了高度有序的ZnO纳米管阵列,然后在 ZnO纳米管阵列上电化学沉积Cu O纳米晶颗粒,获得了一维有序Cu O/ ZnO核壳式纳米阵列结构,通过控 2 2 制Cu O纳米晶的沉积电量得到不同厚度的Cu O壳层,并对该核壳式纳米阵列的形貌和结构进行了分析. 2 2 以Cu O/ ZnO一维核壳式纳米阵列结构为光电极组装全固态纳米结构太阳电池,研究了Cu O壳层厚度对光 2 2 电极光吸收性能、光电性能以及组装电池光伏性能的影响,优化了电池中对电极材料的喷金厚度. 结果表 明,以Cu O沉积电量为1郾5 C的Cu O/ ZnO为光活性层,以4 mA 电流下真空镀金20~25min 的铜基底为对 2 2 电极组装的简易太阳电池最高可获得0郾013%的光电转换效率. 关键词摇 ZnO纳米管阵列;Cu O纳米晶;核壳式结构;全固态纳米结构太阳电池 2 中图分类号摇 O644摇 摇 摇 摇 文献标志码摇 A 全固态金属氧化物纳米结构太阳电池具有成本低、易制备、稳定性高和环境友好等优点,既可以 消除液态电池中电解液封存难的问题,又可以避免太阳电池中常用的镉族电极材料对环境造成的污 [1~6] [7] 染 ,因此成为太阳电池未来的发展方向之一 . 近年来,Cu O/ ZnO全固态太阳电池受到了研究者 2 的广泛关注[8~11] ,其中,Cu O是一种直接带隙窄禁带半导体,禁带宽度为2郾0 ~2郾2 eV,具有优异的 2 化学稳定性和光吸收性能,在电池中可以起到光敏剂和传输光生空穴的作用[12~17] ;而ZnO在电池中 主要担当收集和传输光生电子的角色,但该类电池的效率一直未得到实质性突破. 研究发现,p鄄Cu O 2 [18] 与n鄄Zn