CdS纳米晶敏化ZnO/Cu_2O异质结太阳能电池的研究

【摘要】：为了研究CdS纳米晶对ZnO/Cu_2O异质结太阳能电池性能的影响,利用湿化学法在FTO玻璃基底上制备了高度规整的ZnO纳米棒阵列,并用CdS纳米晶对ZnO纳米棒阵列进行敏化;采用磁控溅射法在敏化后的ZnO纳米棒阵列表面沉积Cu_2O薄膜,组装成ZnO/Cu_2O异质结太阳能电池。分别用X射线衍射(XRD)仪、扫描电镜(SEM)、紫外可见分光(UV-vis)光度计和光电性能综合测试仪对物相、形貌、吸收光谱和光电性能进行了表征。研究结果表明:ZnO纳米棒为六方纤锌矿结构,其直径约80~100nm,长约2μm,棒间距约100~120nm;Cu_2O团簇颗粒直径约为100~300nm,形成致密膜层并紧密覆盖在ZnO纳米棒阵列表面上,构成ZnO/Cu_2O异质结结构;经CdS纳米晶敏化的ZnO/Cu_2O异质结在可见光范围内吸收强度明显增强,其中ZnO+9CdS+Cu_2O异质结性能最好,其对应的太阳能电池在模拟太阳光下,开路电压为0.524V,短路电流密度为7.18mA·cm~(-2),填充因子为41%,转化效率达1.57%。 【作者单位】： 常州大学怀德学院;常州大学数理学院;江苏理工学院材料工程学院;
【关键词】： ZnO纳米棒阵列 CdS纳米晶 ZnO/CuO异质结 太阳能电池
【基金】：国家自然科学基金(61107055) 江苏省高校自然科学研究(15KJD430004)资助项目
【分类号】：TM914.4
【正文快照】： ZnO+9CdS+Cu2O heterojunction structure can achieve an open-circuit voltage of 0.524V,a short-cir-cuit current density of 7.18mA·cm-2,a fill factor of 41%and a overall light to electricity conversionefficiency of 1.57%.1引言ZnO是重要的n型宽带隙半导体材料

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