單層納米二硫化鎢之太陽能電池應用

隨著石油價格的大幅上漲和礦物資源的日益枯竭，太陽能由於其取之不盡、不受地域限制以及清潔安全等優點越來越受到人們的重視。基於光生伏打效應將太陽能轉換為電能的太陽電池是利用太陽能的主要途徑之一。

以有機半導體材料作為光敏層的太陽電池 具有可溶液加工、可得到大面積柔性器件、成本較低等優點，越來越得到學術界和產業界的重視。在有機太陽電池中，通常需要選取一種合適的空穴傳輸材料來修飾金屬陽極與有機光敏層間的介面，形成的這層空穴傳輸層可以有效促進空穴從有機物的最高已占軌道傳輸到金屬電極，從而提高有機太陽電池的效率。在有關於新型納米材料二硫化鎢的研究中，就有科研人員採用單層納米二硫化鎢製備太陽能電池的空穴層。

有機太陽電池從上到下的排布依次為：陰極、電子傳輸層、有機光敏層、空穴傳輸層、陽極和襯底。其中，空穴傳輸層為二硫化鎢納米膜，由二硫化鎢納米片製備而成。其製備方法為：

1)在玻璃襯底的氧化銦錫陽極上旋塗二硫化鎢納米片材料分散液，旋塗後紫外臭氧處理5～30min，製備得到單層的二硫化鎢納米膜，作為空穴傳輸層，其厚度為1～5納米；

2)在二硫化鎢納米膜的空穴傳輸層上旋塗由共軛聚合物的給體和受體混合溶液制得的有機物光敏層，厚度為100納米；

3)在有機物光敏層上旋塗聚[(9,9-二(3’-(N,N-二甲氨基)丙基)-2,7-芴)-alt- 2，7-(9，9-十六烷基芴)]得到電子傳輸層，厚度為5納米；

4)在電子傳輸層上真空蒸鍍鋁作為陰極，厚度為100納米，由此製備得到以二硫化鎢納米片材料作為空穴傳輸層的有機太陽電池。

單層納米二硫化鎢材料的功函數與常用的電極材料和有機半導體非常匹配，理論上是一種合適的空穴傳輸材料。將二硫化鎢納米片材料用於有機太陽能電池中作為空穴傳輸層時，製備成膜過程無需高溫退火且可以得到品質很好的膜。實驗表明以二硫化鎢納米片材料作為空穴傳輸層的有機太陽電池和使用傳統空穴傳輸材料的太陽電池具有幾乎相同的光電轉化效率。

• < 前一頁
• 下一個 >