基于ZnO的异质结的组建及其光电性能研究(16)

河南大学微电ｒ学与同体电子学专业２００７级硕：ｔ学位论文

硅太阳能电池是目前最普遍的太阳能电池，其技术虽已经发展成熟，但高昂的材料成本在全部生产成本中占据主导地位，不仅消耗了过多硅材料，而且制作全过程中要消耗很多能源【２９１。薄膜太阳能电池相对硅太阳能电池而言，用料少、工艺简单、能耗低，成本较低，但是其效率不及硅太阳能电池。染料敏化太阳能电池（ＤＳＳＣ）具有制作工艺简单、成本低等优点。但是实现其大规模生产还有一段距离。原因是染料的成本较高，电池的封装有一些困难，而且，电池的效率还有很大的提升空间。总之，提高电池效率是提高太阳能利用效率的必要途径。

近些年来，半导体．半导体异质结、染料敏化半导体材料等异质结构，由于易于实现光生电荷分离被广泛应用于提高太阳能的转化效率以及光电子器件的研制和开发方面【３∞３１。ＺｎＯ是一种极好的ｎ型半导体光电材料，它具有较宽的带隙（３．３６ｅＶ），较大的激子结合能（６０ｍｅＶ），而且在可见光区有很高的透明度（大于８０％）１３４］。基于ＺｎＯ的同质结和异质结由于其潜在的应用而得到人们越来越多地研究［３５－３７】。ＮｉＯ是典型的半透明的Ｐ型半导体材料，由于３ｄ８电子的ｄ－ｄ电子跃迁ＮｉＯ在可见光区有较弱的吸收带【３８舶】。ＺｎＯ和ＮｉＯ都是直接带隙的半导体材料，与间接带隙的半导体材料相比，量子效率相对较高１４ｌＪ。ｐ－ＮｉＯ／ｎ．ＺｎＯ异质结是在未来电子器件中有发展潜力的透明二极管【４２１。利用ＮｉＯ与ＺｎＯ组建成异质结可以大大提高样品对太阳能的光响应范围，从而提高太阳能的利用率。

（Ｂｕ４Ｎ）２（Ｒｕ）（ｄｃｂｐｙＨ）２（Ｎｃｓｈ（Ｎ７１９）是一种暗红色的稳定的有机染料，其效率高，而且具有较高的对光稳定性和化学稳定性，经常在染料敏化太阳能电池中用作光敏剂【４３＇删。采用Ｎ７１９对ＺｎＯ薄膜进行染料敏化，Ｎ７１９／ＺｎＯ异质结构兼有有机的强吸收以及与无机材料高效电荷分离的特性，不仅能够提高ＺｎＯ的光响应强度，还可以大大增加提高对太阳光吸收的范围，从而提高太阳能的利用效率。这些结果对于丰富太阳能电池等光电器件的材料和促进光电器件的应用及发展将有促进作用。

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