新型纳米线基复合太阳能电池

纳米线基太阳能电池具有重要的科学意义和应用前景，但以前的研究都没能很好地解决载流子的传输问题。本课题中，我们拟用化学气相沉积技术在Si上制备出高度取向的单晶ZnO纳米线阵列，把聚3-己基噻吩（P3HT）溶液涂到纳米线上，形成Si-ZnO纳米线-P3HT 三重复合太阳能电池结构。该结构中ZnO、P3HT、Si具有不同的禁带宽度，对太阳光实现了从近紫外到近红外的分段吸收；加之纳米线具有很大的比表面积，从而可以充分利用太阳光。根据能带结构理论，光辐照该结构时，光生电子将通过ZnO 纳米线和Si很快到达背面电极；而光生空穴则通过P3HT到达正面电极，形成载流子的快速分离。由于该结构对太阳光谱实现了三段吸收；还利用ZnO中电子迁移率高的特点，用单晶ZnO纳米线作为光生电子传输的"导线"，解决了有机物太阳能电池中严重制约能量转换效率提高的电子迁移率很低的问题，从而有望实现高性能的太阳能电池器件。