2，開(kāi)路電壓為334mV，填充因子為0.35，光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到0.39%。
[0085]實(shí)施例4
[0086]本實(shí)施例中，一種ZnO納米纖維/Cu2O無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池的制備方法，包括以下步驟:
[0087](I)在清潔的ITO導(dǎo)電玻璃上，采用旋涂法旋涂一層濃度為5wt%的醋酸鋅溶液(以乙二醇甲醚為溶劑)，在350°C下熱處理制備50nm厚的ZnO層。
[0088](2)采用電紡絲法在步驟⑴制得的ZnO層的ITO襯底上制備有序ZnO納米纖維；按照以下步驟:
[0089](2a)在乙二醇甲醚與異丙醇的質(zhì)量比為2:1的溶劑中，加入醋酸鋅，配置成濃度為2wt%的醋酸鋅溶液；
[0090](2b)在醋酸鋅溶液中加入^^%的PVP，攪拌使其溶解均勻，得到澄清透明溶液；
[0091](2c)將步驟(2b)制得的澄清透明溶液吸入注射器中，采用電紡絲法在步驟(I)所得有ZnO膜的ITO導(dǎo)電玻璃上制備有序納米纖維，所述有序納米纖維為三層交叉結(jié)構(gòu)；
[0092](2d)在450°C下熱處理步驟(2c)制得的納米纖維，得到三層交叉結(jié)構(gòu)的有序ZnO納米纖維網(wǎng)絡(luò)。
[0093](3)電化學(xué)沉積法在ZnO納米纖維上制備Cu2O:按照以下步驟:
[0094](3a)配置濃度為0.4M的硫酸銅與3M的乳酸溶液，并用飽和的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)其PH值為10 ;
[0095](3b)在步驟(3a)制得的溶液中加入適量的ZnO粉并在常溫下攪拌均勻，制得ZnO濃度為50mg/L的電解液；
[0096](3c)采用有ZnO致密層和ZnO納米纖維的ITO為工作電極，鉑片為對(duì)電極，銀/氯化銀為參比電極，在步驟(3b)制得的電解液中，在ITO/ZnO膜/ZnO納米纖維上沉積Cu2O層，沉積溫度為60°C，沉積時(shí)間為30min，制得ITO/ZnO膜/ZnO納米纖維/Cu2O活性層；
[0097](4)在手套箱中150°C熱處理步驟(3)中得到的ITO/ZnO膜/ZnO納米纖維/Cu2O活性層2小時(shí)后取出。
[0098](5)將步驟(4)所得樣品放入熱蒸發(fā)儀中，采用熱蒸發(fā)法在6X106毫托氣壓下，以lnm/min的速度制備厚80nm的銀電極；然后取出蒸好電極的電池，放入手套箱中在80°C下熱處理30分鐘后，采用環(huán)氧樹脂封裝制備的電池，得到ZnO納米纖維/Cu2O無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池。
[0099]在室溫環(huán)境下，使用Newport公司的91159太陽(yáng)光模擬器，在光強(qiáng)為100mW/cm2條件下，分析測(cè)試制得的ZnO納米纖維/Cu2O無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池，電池的有效面積為0.20cm2ο測(cè)試結(jié)果顯示，該ZnO納米纖維/Cu2O太陽(yáng)能電池的短路電流密度為5.02mAcm 2，開(kāi)路電壓為419mV，填充因子為0.42，光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到0.88%。
[0100]上述4個(gè)實(shí)施例中，實(shí)施例4為最佳實(shí)施例。
[0101]需要說(shuō)明的是，本發(fā)明所述的一種ZnO納米纖維/Cu2O無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池的制備方法中，步驟(I)、步驟(2)和步驟(5)中各參數(shù)對(duì)制得的電池性能參數(shù)影響較小，其中，步驟
(I)中熱處理溫度在300?500°C范圍內(nèi)、ZnO層厚度在50?10nm范圍內(nèi)、醋酸鋅溶液濃度在5?15被％范圍內(nèi)效果較佳；步驟⑵中醋酸鋅溶液的濃度在2?10wt%范圍內(nèi)、澄清透明溶液中PVP濃度在2?1wt %范圍內(nèi)、熱處理溫度在400?500°C范圍內(nèi)效果較佳；步驟(5)中銀電極厚度在80?150nm范圍內(nèi)、蒸鍍時(shí)在氣壓為6X10 6?1X10 8毫托，速度為I?10nm/min條件下進(jìn)行、蒸好電極的電池樣品在手套箱中80?120°C下熱處理5?30分鐘效果較佳。
[0102]上述4個(gè)實(shí)施例的步驟(I)、步驟(2)和步驟(5)均選擇最優(yōu)的參數(shù)，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
選用較佳的其他參數(shù)亦可達(dá)到本發(fā)明的目的。
[0103]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，故凡未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種ZnO納米纖維/Cu 20無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)在清潔的ITO導(dǎo)電玻璃上制備ZnO層； (2)采用電紡絲法在步驟(I)制得的ZnO層的ITO襯底上制備有序ZnO納米纖維； (3)采用電化學(xué)沉積法在ZnO納米纖維上沉積Cu2O層，得到ITO/ZnO膜/ZnO納米纖維/Cu2O活性層；(4)對(duì)步驟(3)制得的ITO/ZnO膜/ZnO納米纖維/Cu2O活性層進(jìn)行熱處理:在手套箱中120°?180°熱處理熱處理所述ITO/ZnO膜/ZnO納米纖維/Cu2O活性層2小時(shí)后取出； (5)采用熱蒸發(fā)法將步驟(4)所得到的樣品蒸鍍一層銀電極，然后對(duì)蒸好電極的電池樣品進(jìn)行熱處理和封裝，得到ZnO納米纖維/Cu2O無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池； 所述步驟(3)包括以下步驟: (3a)配置濃度為0.4M的硫酸銅與3M的乳酸溶液，并調(diào)節(jié)其pH值在9?12范圍內(nèi)； (3b)在步驟(3a)制得的溶液中加入適量的ZnO粉并在常溫下攪拌均勻，制得ZnO濃度為50mg/L的電解液； (3c)采用有ZnO致密層和ZnO納米纖維的ITO為工作電極，鉑片為對(duì)電極，銀/氯化銀為參比電極，在步驟(3b)制得的電解液中，在ITO/ZnO膜/ZnO納米纖維上沉積Cu2O層，沉積溫度為50?70 °C，沉積時(shí)間為20?40min。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ZnO納米纖維/Cu20無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池的制備方法，其特征在于:步驟(3a)中采用飽和的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)濃度為0.4M的硫酸銅與3M的乳酸溶液的pH值。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ZnO納米纖維/Cu20無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池的制備方法，其特征在于:步驟(I)所述的ZnO層為采用旋涂法在清潔的ITO導(dǎo)電玻璃上旋涂醋酸鋅溶液，在300?500°C下熱處理制得的，其厚度為50?10nm ;所述醋酸鋅溶液以乙二醇甲醚為溶劑，濃度為5?15wt%04.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ZnO納米纖維/Cu20無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池的制備方法，其特征在于:步驟⑵包括以下步驟: (2a)在乙二醇甲醚與異丙醇的質(zhì)量比為2:1?6:1的溶劑中，加入醋酸鋅，配置成濃度為2?1wt %的醋酸鋅溶液； (2b)在醋酸鋅溶液中加入PVP，攪拌使其溶解均勻，得到PVP濃度為2?1wt %的澄清透明溶液； (2c)將步驟(2b)制得的澄清透明溶液吸入注射器中，采用電紡絲法在步驟(I)所得有ZnO膜的ITO導(dǎo)電玻璃上制備有序納米纖維，所述有序納米纖維為三層交叉結(jié)構(gòu)； (2d)在400?500°C下熱處理步驟(2c)制得的納米纖維，得到三層交叉結(jié)構(gòu)的有序ZnO納米纖維網(wǎng)絡(luò)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ZnO納米纖維/Cu20無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池的制備方法，其特征在于:步驟(5)所述的銀電極厚度為80?150nmo6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ZnO納米纖維/Cu20無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池的制備方法，其特征在于:步驟(5)所述的熱蒸發(fā)法在熱蒸發(fā)儀中進(jìn)行，并在6X10 6?1X10 8毫托的氣壓下，以I?10nm/min的速度進(jìn)行蒸鍍。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ZnO納米纖維/Cu20無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池的制備方法，其特征在于:步驟(5)所述的蒸好電極的電池樣品在手套箱中80?120°C下熱處理5?30分鐘。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ZnO納米纖維/Cu20無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池的制備方法，其特征在于:步驟(I)所述的ZnO層為采用旋涂法在清潔的ITO導(dǎo)電玻璃上旋涂醋酸鋅溶液，在350°C下熱處理制得的，其厚度為50nm ;所述醋酸鋅溶液以乙二醇甲醚為溶劑，濃度為5wt % ； 步驟⑵包括以下步驟: (2a)在乙二醇甲醚與異丙醇的質(zhì)量比為2:1的溶劑中，加入醋酸鋅，配置成濃度為2wt%的醋酸鋅溶液；(2b)在醋酸鋅溶液中加入^^%的PVP，攪拌使其溶解均勻，得到澄清透明溶液； (2c)將步驟(2b)制得的澄清透明溶液吸入注射器中，采用電紡絲法在步驟(I)所得有ZnO膜的ITO導(dǎo)電玻璃上制備有序納米纖維，所述有序納米纖維為三層交叉結(jié)構(gòu)； (2d)在450°C下熱處理步驟(2c)制得的納米纖維，得到三層交叉結(jié)構(gòu)的有序ZnO納米纖維網(wǎng)絡(luò)。9.一種ZnO納米纖維/Cu 20無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池，其特征在于:通過(guò)權(quán)利要求1?8任一項(xiàng)所述的制備方法制備而成。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種制備ZnO納米纖維/Cu2O(電化學(xué)沉積法制得)無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池的方法。該方法包括以下步驟：在ITO導(dǎo)電玻璃上采用旋涂法制備ZnO膜后，采用電紡絲法制備ZnO納米纖維網(wǎng)絡(luò)；然后在ZnO納米纖維網(wǎng)絡(luò)上采用電化學(xué)沉積的方法制備Cu2O，在手套箱中熱處理活性層后，熱蒸鍍制備Ag電極；熱處理蒸鍍電極后的活性層，得到ZnO納米纖維/Cu2O無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池成品。本發(fā)明通過(guò)ZnO納米纖維的引入，增大了ZnO與Cu2O間的界面，促進(jìn)光生電荷的傳導(dǎo)，有利于降低電荷復(fù)合，提高電池效率；且本發(fā)明的制備方法生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本低廉。
【IPC分類】H01L31/18, B82Y30/00, H01L31/072
【公開(kāi)號(hào)】CN105185859
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510330234
【發(fā)明人】吳素娟, 蔡洋洋, 張宗寶, 劉俊明, 陸旭兵
【申請(qǐng)人】華南師范大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年6月15日...