基于四针ZnO晶须三维网络结构的杂化太阳能电池的制备研究

本项目主要研究均匀稳定的ZnO三维晶须网络的构筑及其与导电聚合物复合形成的无机－有机、与无机纳米相复合形成的无机－无机两类全固态杂化体相异质结光伏电池的制备及表征。目的是将三维晶须网络结构的ZnO电子受体引入杂化体相异质结中，提高激子的分离程度及电子的传输与有效收集。研究复合材料制备过程中有效界面层的形成及基本特征，微观相融合程度，晶须网络连通的完整程度。研究三维晶须网络结构形成的导电通道对电子传输率及能量转化率的影响。通过对复合相的带隙、制备方法的调控提高光谱响应范围，制备高的能量转化率的在空气中稳定存在的光伏电池，并降低制作成本。

主要研究了四针状ZnO晶须的制备及其作为电子受体在聚合物太阳能电池中的应用。探讨了不同的制备方法及实验参数对ZnO晶须形貌、尺寸及产量的影响，确定了最佳的获取纳米级四针ZnO晶须的实验条件。通过电泳沉积及旋涂法将四针ZnO晶须构筑成三维网络，单独作为电子受体或与PCBM混合，研究了其对电池性能的影响。此外，本研究在结构稳定聚合物电子给体的制备方面进行了部分探讨，利用改进的GRIM方法合成了聚3-辛基酯噻吩，并研究了其吸光性能、带隙及热稳定性能。最后，探讨了以PTB7作为活性层的反式结构太阳能电池的制备。