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氧化锌(ZnO)是一种宽带隙的半导体材料,具有优良的物理和化学性质,是目前光电子研究领域的热点。电化学自组装方法具有沉积速率高、操作温度低、可以在复杂衬底表面生长,成本低和环境友好等优点,而在材料合成领域受到广泛重视。本论文针对目前氧化锌材料研究领域的热点和难点,利用电化学自组装的方法在氧化锌材料制备和光电性能的应用方面开展了一系列的工作:详细研究了利用电化学自组装方法制备氧化锌薄膜和纳米粒子,探索了溶液化学法制备氧化锌纳米粒子的生长机理,讨论了制备条件对氧化锌纳米粒子的结构和光学性质的影响。将聚环氧乙烷(PEO)引入到电化学沉积电解液中,利用电化学方法控制ZnO的成核,利用PEO控制ZnO晶体的生长,获得分散的、具有高度c-轴取向的ZnO六棱柱,提出了PEO辅助定向生长ZnO纳米棒的机理,认为PEO与ZnO不同晶面的吸附强度不同,导致了ZnO侧面和端面的生长活性不同,从而促进了ZnO晶体的各向异性生长。定向生长的ZnO纳米棒阵列薄膜可用于聚合物太阳能电池结构,用以提高体系的电荷传输效率从而提高光伏电池效能。为此,我们制备了结构为ITO/ZnO/PAT6:PCBM/Au的本体异质结型聚合物光伏电池,当在器件结构中插入定向生长的ZnO纳米柱多孔薄膜层,电池的光伏性能有很大的改善,经过ZnO纳米柱生长分布密度和整体装置退火条件的优化分析,我们得到了光电转换效率为1.71%的的光伏电池。为了更加清楚的了解ZnO层在光伏电池结构中的作用,我们以相互浸润互穿网络型层层结构光伏装置为研究对象,分析对比了含不同结构ZnO层的器件性能,结果表明,定向生长的ZnO纳米柱多孔结构相比于平整结构的ZnO层更加有利于提高光电池的光伏性能;制备了含双层结构氧化锌的结构为ITO/double ZnO/C60/PAT6/Ag的光电池,在AM1.5(光强为100 mWcm-2)光照射下得到的光电转换效率为1.31%,短路电流为7.74 mAcm-2,开路电压为0.40 V和填充因子为41%。结合光电导原理,初步建立了关于不同结构ZnO薄膜对光电池效率的贡献的理论模型,分析了不同结构的氧化锌对光伏装置效能贡献的程度。并且以我们的理论分析为依据,提出了对该课题进一步研究的方向。