金属氧化物基杂化型聚合物太阳电池研究

以有机共轭聚合物为电子给体和无机纳米结构为电子受体组成的杂化型聚合物太阳电池(HPSC), 是一类新型的光伏器件. HPSC将有机物和无机物的光学、电学和力学等性能集成在一起, 其最显著的优点体现在材料来源丰富、性能互补且可调控、易实现低成本组装及轻便等方面. 金属氧化物纳米结构具有环境友好、可见光区透明且易合成等特点, 是很有发展前景的电子受体材料. 本文首先简要介绍了HPSC电池的研究现状、工作原理、器件结构、和稳态及动态表征方法, 然后重点综述了在基于ZnO和TiO₂纳米结构的HPSC方面的研究进展, 包括载流子传输动力学理论模型、高效电池材料与器件的设计和制备、及纳米结构特性相关的器件性能等. 最后, 对我们的研究成果进行了总结, 并展望了电池的后续研究方向和发展前景.     

Sb2S3纳米丝的合成及杂化太阳电池研究

利用溶剂热方法制备出高质量的Sb₂S₃纳米丝, 并将其与聚(2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-对苯乙炔)(MEH-PPV)共混制备成体型结构聚合物太阳电池.利用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和紫外-可见吸收光谱对Sb₂S₃纳米丝进行表征, 利用电流-电压(J-V)测试和电池的光电转换效率(IPCE)谱研究了Sb₂S₃纳米丝含量对Sb₂S₃/MEH-PPV共混体型结构太阳电池性能的影响.结果表明, 合成的Sb₂S₃纳米丝直径为60~70 nm, 长度为4~6 μm, 沿[001] 晶向生长, 在紫外-可见光区有较强的吸收, 光学带隙为1.57 eV.电池性能测试结果表明, Sb₂S₃纳米丝作为辅助光吸收材料及有效的电子传输材料, 提高了对可见光的利用率; Sb₂S₃的补充吸收作用使Sb₂S₃/MEH-PPV共混电池具有一定的宽谱响应特点; 与不含Sb₂S₃的电池相比, Sb₂S₃/MEH-PPV共混电池中增加的MEH-PPV/Sb₂S₃界面提高了光生激子分离效率, 从而提高了电池的效率.