1、有機(jī)太陽(yáng)能電池因具有綠色環(huán)保、低成本、制備工藝簡(jiǎn)單及可實(shí)現(xiàn)大面積生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模利用太陽(yáng)能發(fā)電的重要途徑。然而，傳統(tǒng)的有機(jī)太陽(yáng)能電池穩(wěn)定性較差，有機(jī)聚合物載流子遷移率較低，為了優(yōu)化器件性能和提高器件穩(wěn)定性，加入無(wú)機(jī)納米材料，制備倒置結(jié)構(gòu)的有機(jī)光伏器件是解決這一問(wèn)題的有效措施。
　　本論文的研究工作中，圍繞氧化鋅(ZnO)無(wú)機(jī)納米材料展開(kāi)，利用它良好的電子收集和傳導(dǎo)特性，用于制備倒置結(jié)構(gòu)有機(jī)太陽(yáng)能電池。通過(guò)退火處理及對(duì)不同納

2、米結(jié)構(gòu)的ZnO進(jìn)行摻雜，研究了退火溫度、摻雜濃度及ZnO形貌對(duì)光伏器件性能的影響。具體工作分為以下三個(gè)方面：
　　第一，利用溶膠-凝膠法制備ZnO納米顆粒，研究了不同退火溫度對(duì)倒置結(jié)構(gòu)有機(jī)太陽(yáng)能電池(ITO/ZnO/P3HT：PCBM/MoO3/Ag)性能的影響。退火溫度為300℃時(shí)得到了最大的光電轉(zhuǎn)換效率2.82％。通過(guò)表面形貌分析，表明在適當(dāng)溫度退火下ZnO納米顆粒粗糙度適中，與活性層接觸良好，提供了更多有利于激子分離的界面和

3、更多電子傳輸通道；表面電勢(shì)分析表明適當(dāng)?shù)臏囟韧嘶鸾档土私缑娴哪芗?jí)勢(shì)壘。另外，我們注意到當(dāng)退火溫度較高時(shí)(>300℃)，ITO導(dǎo)電薄膜的面電阻成倍增長(zhǎng)，導(dǎo)電性降低，降低了器件的性能。所以，適當(dāng)?shù)耐嘶饻囟仁莾?yōu)化光伏器件性能的重要參數(shù)。
　　第二，通過(guò)水熱法制備了不同濃度(0 at.%，0.5 at.%，1.0 at.%和1.5 at.%)的Al3+摻雜ZnO納米棒(AZO)，得到了c軸生長(zhǎng)明顯且較為整齊的ZnO納米棒陣列。利用AZO良

4、好的傳輸電子的能力，將其代替ITO用于太陽(yáng)能電池的制備。由于摻雜增加了自由電子和載流子濃度，降低了面電阻。摻雜后ZnO形成更多的電子捕獲能級(jí)，有利于從活性層中導(dǎo)出電子，減少激子復(fù)合。測(cè)試表明低濃度(0.5 at.%)摻雜的ZnO納米棒同時(shí)作為電極和電子傳輸層，應(yīng)用在有機(jī)太陽(yáng)能電池的制備中，對(duì)電子傳輸起到了積極作用，得到了0.71%的光電轉(zhuǎn)化效率，相比無(wú)摻雜的ZnO納米棒的電池器件，光電轉(zhuǎn)化效率提高了50%。
　　第三，在研究Al3

5、+摻雜ZnO納米棒的基礎(chǔ)上，通過(guò)溶膠-凝膠法制備了不同濃度(0at.%，0.5 at.%，1.0 at.%和1.5 at.%)的Al3+摻雜ZnO納米晶，期望能夠避免因?yàn)榧{米棒過(guò)長(zhǎng)穿透活性層，降低器件性能。通過(guò)低濃度摻雜得到分布均一、密集的ZnO納米顆粒。隨著摻雜濃度升高，ZnO納米晶表面粗糙度有增大的趨勢(shì)。通過(guò)對(duì)材料進(jìn)行紫外-可見(jiàn)吸收光譜的測(cè)試，證明薄膜對(duì)可見(jiàn)光的透過(guò)率較高，但通過(guò)晶體結(jié)構(gòu)測(cè)試和能級(jí)結(jié)構(gòu)分析，認(rèn)為退火溫度不恰當(dāng)造成Al