氧化鋅納米管第一頁，共十九頁，編輯于2023年，星期三

本文引進(jìn)高比表面的氧化鋅納米管氧化鋁模板作為染料敏化太陽電池的光陽極。利用原子層沉積技術(shù)，為電荷收集提供了一個數(shù)幾十微米厚的直接通道。與同類的以氧化鋅為基礎(chǔ)的太陽電池相比，氧化鋅納米管太陽電池具有特殊的光電壓和填充因子，并且具有1.6%的功率效率。這篇文章給出了一個淺顯的制造技術(shù)，利用金屬氧化物納米管作為染料敏化太陽電池的光陽極。第二頁，共十九頁，編輯于2023年，星期三具有良好捕光效率的DSSCs要具有適度消光的染料和具有高比表面的光陽極（約是普通電極的1200倍）。本文中所使用的染料是N719,所使用的光陽極為高比表面的納米管。第三頁，共十九頁，編輯于2023年，星期三

最后電荷收集的幾率取決于電荷的傳輸幾率和電荷的復(fù)合幾率，利用納米結(jié)構(gòu)提高電荷的傳輸幾率，利用碘化物或三碘化物可以阻礙電荷的復(fù)合。以前以二氧化鈦和碘化物或三碘化物為基礎(chǔ)的DSSCs最高效率達(dá)到11%。第四頁，共十九頁，編輯于2023年，星期三制備ZnO光陽極的方法有：手術(shù)刀法、絲網(wǎng)印刷技術(shù)、機(jī)械擠壓法、化學(xué)液相沉積法、化學(xué)氣相沉積法、低溫水熱法、電沉積自組裝法，本文介紹了一種新的光陽極設(shè)計(jì)方法，即將ZnO納米管通過原子層沉積嵌入多孔的氧化鋁模板中合并成為摻鋁氧化鋅涂層形成高比表面的光陽極。這種光陽極具有高的長寬比，粗糙度系數(shù)RF大于1000（最初的RF小于450）.第五頁，共十九頁，編輯于2023年，星期三

本文介紹了ZnO光陽極的形態(tài)特征、捕光效率以及光伏特性。第六頁，共十九頁，編輯于2023年，星期三Cross-sectionalSEMimageofcommercialAAOmembraneporescoatedwith20nmofZnObyALD

第七頁，共十九頁，編輯于2023年，星期三

60um厚的陽極氧化鋁薄膜有200nm的氣孔，其中25%-50%的氣孔通過原子層沉積嵌入ZnO納米管。然后通過乙基鋅和水中在200°C中曝光6s，再在氮?dú)猸h(huán)境中凈化曝光5s。為了提高摻鋁ZnO涂層的電氣接觸，將100nm的金蒸發(fā)到陽極氧化鋁薄膜的邊緣層。原子層沉積ZnO具有許多氧空位，從而使得膜具有良好的傳導(dǎo)性以及低阻力，有利于電子的傳輸。第八頁，共十九頁，編輯于2023年，星期三粗糙因數(shù)的計(jì)算公式為其中r為氣孔的半徑，l為膜的厚度，d為兩個氣孔的中心距離。第九頁，共十九頁，編輯于2023年，星期三第十頁，共十九頁，編輯于2023年，星期三由圖可以看出在500nm時氧化鋅納米管對染料的最大吸收率在氧化鋅薄膜厚度為2nm，此時吸收率為0.71，并且隨著厚度的增加吸收率減少。粗糙因數(shù)也隨著氧化鋅厚度的增加而減小。第十一頁，共十九頁，編輯于2023年，星期三

Short-circuitphotocurrent(blue,opensymbols)andopen-circuitphotovoltage(orange,closedsymbols)asafunctionofZnOwallthickness.第十二頁，共十九頁，編輯于2023年，星期三由上圖可以看出在沒有ZnO時，短路電流幾乎為0，隨著ZnO厚度的增加，短路電流急劇增加，但隨著ZnO厚度的增加，對染料的吸收率減小，所以短路電流也隨之減小。開路電壓也是隨著ZnO厚度的增加而增加，當(dāng)ZnO厚度為1nm時，開路電壓急劇增加，直至ZnO厚度為7nm時，開路電壓增至739mV。第十三頁，共十九頁，編輯于2023年，星期三

Chargelifetimevsphotovoltageforadevicewith4nmporewall(blue)and9nmporewall(orange).Insetshowschargelifetimesasafunctionofporewallthicknessatequalcellpotential(600mV).第十四頁，共十九頁，編輯于2023年，星期三電子壽命與光電壓的關(guān)系為插圖為600mV時電荷壽命與ZnO厚度的關(guān)系。隨著厚度的增加電荷壽命增大，后又隨著厚度變大電荷壽命有減小的趨勢。電荷收集效率的提高與電荷的壽命的增加密切相關(guān)。第十五頁，共十九頁，編輯于2023年，星期三

I-Vcurveforthemostefficientcell,7nmZnO,undersimulatedAM1.5illumination.第十六頁，共十九頁，編輯于2023年，星期三上圖給出的是AM1.5光照下，ZnO厚度為7nm時的I-V曲線，此時短路電流為3.3mA,開路電壓為739mV，填充因子為0.64，轉(zhuǎn)換效率為1.6%。轉(zhuǎn)換效率主要受光電流的影響，相對較低的光電流與小的粗糙因數(shù)，光陽極的反射和散射以及較低的電荷收集效率有關(guān)。第十七頁，共十九頁，編輯于2023年，星期三結(jié)論：本文介紹了通過原子層沉積將ZnO納米管嵌入多孔的氧化鋁模板中合并成為摻鋁氧化鋅涂層形成高比表面的光陽極，這種電極表現(xiàn)為適當(dāng)?shù)牟豆庑?，極好的光電壓和良好的填充因子以及較高的功率效率。第十八頁，共十九頁，編輯于2023年，星期三本文介紹的這種電池的優(yōu)點(diǎn)是通過原子層沉積將ZnO