[发明专利]一种三维分级结构ZnO薄膜及其在敏化太阳能电池中的应用

摘要

本发明涉及一种三维分级结构ZnO薄膜的制备方法：1）以ZnO纳米颗粒薄膜、ZnO纳米片薄膜或ZnO纳米棒薄膜作为基底，将其放置在处理液中使表面生成一层TiO₂或SnO₂，取出，在空气气氛下于400―600℃烧结10―180 min；2）旋涂ZnO种子液，然后在空气气氛下于300―600℃烧结10―180 min，制备种子层；3）放入等摩尔浓度的Zn(NO₃)₂·6H₂O和C₆H₁₂N₄混合溶液中，于90―130℃水热处理1―10小时以生长ZnO纳米棒；4）水热处理结束后，取出，在空气气氛下于300―600℃烧结10―180 min即得。本发明制备工艺简单、成本低廉、且ZnO形貌易于控制，该ZnO薄膜可以同时提高比表面积和可见光的散射作用，提高自然光的有效利用率，将其用于制备敏化太阳能电池性能好，能获得6.0%的光电转换效率。

主权项

1.一种三维分级结构ZnO薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1）以ZnO纳米颗粒薄膜、ZnO纳米片薄膜或ZnO纳米棒薄膜作为基底，将其放置在处理液中使表面生成一层TiO₂或SnO₂，然后取出，在空气气氛下于400―600℃烧结10―180 min；2）在步骤1）所得产物表面旋涂种子液，然后在空气气氛下于300―600℃烧结10―180 min，制备种子层；3）将步骤2）所得产物放入等摩尔浓度的Zn(NO₃)₂·6H₂O 和 C₆H₁₂N₄混合溶液中，于90―130℃水热处理1―10小时以生长ZnO纳米棒；4）水热处理结束后，取出，在空气气氛下于300―600℃烧结10―180 min，即得三维分级结构ZnO薄膜；步骤1）中，所述处理液为含0.05―0.3 mol/L (NH₄)₂TiF₆和0.05―0.5 mol/L H₃BO₃的水溶液、含0.05―0.3 mol/L (NH₄)₂SnF₆和0.05―0.5 mol/L H₃BO₃的水溶液或0.01―0.2 mol/L的SnCl₄水溶液。