Towards Efficient Hybrid Solar Cells Based on Fully Polymer Infiltrated ZnO Nanorod Arrays

研究人员制备了氧化锌纳米棒阵列/聚合物高效混合型太阳能电池。

在工业全球化的今天，地球上的石油、煤炭等不可再生资源正日渐枯竭，能源危机变得日益突出，新能源的开发已被世界各国列入重要议程。太阳能作为一种新能源，不仅清洁无污染，而且取之不尽、用之不竭，因而备受瞩目。当前，太阳能电池已经成为科研人员关注的焦点。

当 光照射到某种物质上时，会引起材料中的电子状态发生变化，这种现象称为光电效应。太阳光的光子与材料相互作用时，会产生电势，将光能转化为电能。太阳能电 池正是基于这种原理而工作的。目前，太阳能电池主要包括硅晶太阳能电池、染料敏化太阳能电池和固态混合型太阳能电池三类。硅晶太阳能电池虽然已经比较成 熟，但是成本高、工艺复杂、污染大，应用受到限制。染料敏化太阳能电池虽然光电转换效率高，但是液态电解质会发生泄漏和腐蚀现象，耐久性和稳定性较差，不 利于商业化。固态混合型太阳能电池使用聚合物替代染料和电解质，克服了上述问题。再加上它成本低、易加工，可作为普通光伏设备的替代品，引起了人们的强烈 兴趣。但是，该电池光电转换效率较低，亟待进一步提高。

最近，比利时哈瑟尔特大学Manca教授等人成功制备出了氧化锌纳米棒阵列/聚 （3-己基噻吩）（P3HT）混合型太阳能电池。他们通过改善聚合物结晶质量和优化空穴电子阻挡层，将电池效率从0.55%提高到了 0.74%±0.02%。此外，Manca教授等人还结合XPS深度剖析和电学表征手段分析了氧化锌纳米棒阵列/聚合物混合型光伏电池，并观察了聚合物深 入渗透到纳米棒阵列的过程。