摘要

我們江蘇華林科納講述了倒置有機太陽能電池(IOSCs)的光伏(PV)性能。氧化鋅薄膜采用簡單的水溶液路線沉積在ITO/玻璃溶液上。氧化鋅薄膜通過濕化學(xué)蝕刻得到氧化鋅納米結(jié)構(gòu)。與使用氧化鋅薄膜的IOSC相比，用氧化鋅納米制備的IOSCs中短路電流的增加，主要是由于PCE增強后電荷傳輸界面面積的增加。這項工作提出了一種制造具有更大電荷傳輸面積的高效光伏器件的方法，以備未來的前景。

介紹

為了提高界面穩(wěn)定性和防止器件降解，含有半導(dǎo)體氧化物材料的IOSCs正在被廣泛研究。這些結(jié)構(gòu)通過用高功能材料取代低功能金屬陰極并通過引入無機材料來增加器件的使用時間。進一步增強PCE的一種方法是引入各種半導(dǎo)體氧化物納米結(jié)構(gòu)作為電子傳輸層，因為它們電和光學(xué)性能優(yōu)異以及與薄膜相比面積大。

在這項工作中，具有氧化鋅（氧化鋅）納米所有電子傳遞層的有機太陽能電池的光伏(PV)性能由于其界面面積的增加而增強了電荷傳輸。采用簡單的水溶液路線制備氧化鋅薄膜，采用氫氧化鉀溶液中氧化鋅薄膜的濕化學(xué)法制備氧化鋅納米片。與氧化鋅薄膜的IOSC相比，在模擬空氣質(zhì)量(AM)為1.5(1.5G，100mW/cm2光照下，氧化鋅納米片制備的IOSC的PCE增加了44%。

實驗

通過水溶液途徑將ZnO薄膜沉積到氧化銦錫(ITO)/玻璃基底上。為了沉積薄膜，首先通過在0.1 mM醋酸鋅脫水物99.99% (Zn(C2H3O2 ) 2)溶于乙醇(100 ml)的混合溶液中浸涂10分鐘將種子層涂覆到基底上。將沉積的襯底在150 ℃下加熱10分鐘，該過程重復(fù)七次。此后，將seedcoated基底浸入0.05 M硝酸鋅六水合物99.90% (Zn(NO32)6H2O)和0.05 M六亞甲基四胺99.00% (C6H12N4)溶解在乙醇/去離子水中(體積% = 1∶1)的溶液中 在90 ℃下1.5小時。用去離子水沖洗生長的ZnO薄膜，并在100 ℃的熱板上干燥。在50 ℃下，通過在0.2 M KOH中濕法化學(xué)蝕刻ZnO薄膜樣品10分鐘和15分鐘來制備ZnO納米壁。用deionized水沖洗生長的ZnO納米壁，并在100 ℃的熱板上干燥。此后詳細實驗過程：略

結(jié)果和討論

圖2顯示了氧化銦錫/玻璃襯底上氧化鋅薄膜和納米壁的XRD圖案。ZnO薄膜的XRD圖譜顯示了與ZnO六方纖鋅礦晶體相關(guān)的(101)、(102)和(103)峰的優(yōu)勢(002)峰。盡管如圖2(b)所示，通過蝕刻10分鐘制備的ZnO納米壁的(002)峰強度沒有顯著變化，但是觀察到的峰強度有顯著變化通過蝕刻15分鐘制備納米壁。XRD圖的這種變化表明ZnO薄膜沿c軸溶解，與表面形態(tài)一致。

表一總結(jié)了用薄膜和namowalls制備的IOSCs的PV性能。這些數(shù)據(jù)表明，通過引入氧化鋅納米片，PCE提高了44%，從1.254%提高到1.811%。PV性能的實質(zhì)性改善可以用兩種方式來解釋。原因之一是氧化鋅namowalls與活性層之間的電荷傳輸界面面積增加，其面積更大，有利于大量電子載流子的輸運。對于具有氧化鋅薄膜的IOSCs，薄膜與有機材料之間的電荷傳輸界面較小，大多數(shù)遠離有源層的光源電子不能到達界面，遠離界面的重組概率較大。對于帶有氧化鋅納米瀑布的IOSCs，在用有機材料填充氧化鋅納米瀑布之間的空間后，電荷輸運面積大大增加，并且大部分光生成電子能夠在重組前到達界面，從而導(dǎo)致JSC的增加。

結(jié)論

由此，我們已經(jīng)證明，與薄膜相比，用氧化鋅納米namowalls制備的IOSCs的PCE增強了44%。結(jié)果表明，氧化鋅納米管對IOSCs的PCE增強是由于氧化鋅納米管與活性聚合物共混層之間電荷傳輸面積增加。

審核編輯：符乾江