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本论文主要合成不同形貌的ZnO纳米结构,并研究其与导电聚合物MEH-PPV组装成不同结构电池的性能,主要内容和结论如下:
(1)根据Janssen等人的方法合成出直径约5纳米的量子点和长约20-30纳米的纳米棒,用XRD、TEM等手段对ZnO纳米结构的形貌进行了表征,结果表明合成出来了ZnO纳米颗粒形貌均一,具有单分散性。
(2)将已经合成的ZnO纳米颗粒与导电聚合物MEH-PPV混合,制作成电池,结果发现合成的ZnO纳米颗粒的含量对电池性能有很大影响,在实验中,当ZnO纳米颗粒质量百分比含量为88%时电池性能最好,并且相同含量的ZnO量子点电池比ZnO纳米棒电池性能好。
(3)用水溶液方法在导电玻璃上合成取向生长的ZnO纳米棒,用XRD、SEM、UV-vis、PL等方法对取向生长的ZnO纳米棒进行了表征,结果表明随着生长时间的增加,ZnO纳米棒的长度和缺陷数量都在增加。
(4)将tBP作为添加剂来改善MEH-PPV与定向生长ZnO纳米棒之间的界面以提高电池的性能。通过FT-IR、AFM等表征方法发现tBP的加入并没有改变MEH-PPV的共轭度,而是增加了聚合物的溶解性。使得Jsc和η得到提高,电池性能最多提高约50%,在1.5AM下达到0.51%。
(5)将取向的ZnO纳米棒在氧气气氛下高温煅烧,SEM、TEM、PL研究发现煅烧后ZnO纳米棒的形貌并为发生改变,但是缺陷种类以及相对数量都发生了较明显的变化。使得电池开路稍有升高,但是电流密度以及电池效率大幅减小。