溶液燃烧合成ZnO粉体及其太阳能电池性能研究
2020-01-13李家科韩效奇王艳香郭平春
人工晶体学报 2019年12期
关键词:效率
李家科,陈 滢,韩效奇,刘 欣,王艳香,郭平春
(景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院,景德镇 333403)
1 引 言
半导体材料由于其电学和光学特性在制备多功能光电器件中具有非常重要作用,在半导体材料中,氧化锌是一种具有较大禁带宽度(3.37 eV)和激子结合能(60 meV)的半导体材料[1]。由于ZnO颗粒尺寸的精细化,其电子吸收、散射和迁移率等性质发生了变化,表现出表面效应、小尺寸效应和量子尺寸效应等不同于普通氧化锌的光学特性、电学特性等。目前合成ZnO超细粉体的方法有水热法[2]、溶胶-凝胶法[3]、金属有机化学气相沉积法[4]、 化学气相沉积法[5]等。然而,大多数合成方法都需要在严格的条件下以及采用昂贵的设备。燃烧法合成ZnO与其它方法相比,具有加工成本低、节能、省时等优点。燃烧法合成是利用外部能量诱发反应物发生化学反应,所放出的热量促使反应以燃烧波的形式自动蔓延,从而得到ZnO超细粉体。
近年来,ZnO被广泛应用于太阳能电池[6]、光催化剂[7]、室温紫外激光器[8],场效应晶体管[9],光电检测器[10],气体传感器[11]等重要领域。尤其在染料敏化太阳能电池(DyE-sensitized solar cells,DSSCs)方面,由于其制作工艺简单,成本低廉,材料来源广泛且不产生污染而受到广泛关注。典型的DSSCs[12-13]包括光阳极、染料敏化剂、电解质和对电极四个部分组成,其中光阳极一般有ZnO,TiO2或SnO2等半导体材料组成[14]。而ZnO超细粉体具有很强的激发电子能力,可为光生电子的传输提供路径,减少电子在传输过程中的损失,可有效提高电池的光电转换效率。……
登录APP查看全文
