近年来,有机太阳能电池(organic solar cells,OSCs)因其轻质、柔性、颜色可变、带隙可调,以及适用于低成本卷对卷制造工艺等优势而备受关注.在OSCs的应用中,ZnO具有高载流子迁移率、与活性层能级匹配、易于制备等优点,是最关键的电子传...近年来,有机太阳能电池(organic solar cells,OSCs)因其轻质、柔性、颜色可变、带隙可调,以及适用于低成本卷对卷制造工艺等优势而备受关注.在OSCs的应用中,ZnO具有高载流子迁移率、与活性层能级匹配、易于制备等优点,是最关键的电子传输界面材料之一.但是,ZnO纳米颗粒(nanoparticles,NPs)构成的电子传输层(electron transport layer,ETL)容易存在大量缺陷,其电子传输性能也有待进一步提升.因此,本文合成了传输性能优异的ZnO纳米棒(nanorods,NRs),将其与ZnO NPs混合制备复合薄膜,用于OSCs中的电子传输界面.通过调节与优化二者混合比例,当ZnO NRs在复合薄膜中的质量分数为50%时,器件在一个标准太阳光下的能量转换效率达到了14.50%,明显高于仅使用ZnO NPs作为ETL的器件(13.69%).这主要归功于ZnO NRs的加入,使得活性层上的电子传输界面具有更优异的电荷传输与收集性能.同时,传输层界面粗糙度的适当增加还提升了器件的光捕获能力.该研究为ZnO在高性能OSCs中的应用提供了新的思路和依据.展开更多
文摘近年来,有机太阳能电池(organic solar cells,OSCs)因其轻质、柔性、颜色可变、带隙可调,以及适用于低成本卷对卷制造工艺等优势而备受关注.在OSCs的应用中,ZnO具有高载流子迁移率、与活性层能级匹配、易于制备等优点,是最关键的电子传输界面材料之一.但是,ZnO纳米颗粒(nanoparticles,NPs)构成的电子传输层(electron transport layer,ETL)容易存在大量缺陷,其电子传输性能也有待进一步提升.因此,本文合成了传输性能优异的ZnO纳米棒(nanorods,NRs),将其与ZnO NPs混合制备复合薄膜,用于OSCs中的电子传输界面.通过调节与优化二者混合比例,当ZnO NRs在复合薄膜中的质量分数为50%时,器件在一个标准太阳光下的能量转换效率达到了14.50%,明显高于仅使用ZnO NPs作为ETL的器件(13.69%).这主要归功于ZnO NRs的加入,使得活性层上的电子传输界面具有更优异的电荷传输与收集性能.同时,传输层界面粗糙度的适当增加还提升了器件的光捕获能力.该研究为ZnO在高性能OSCs中的应用提供了新的思路和依据.
