单层纳米二硫化钨之太阳能电池应用

随着石油价格的大幅上涨和矿物资源的日益枯竭，太阳能由于其取之不尽、不受地域限制以及清洁安全等优点越来越受到人们的重视。基于光生伏打效应将太阳能转换为电能的太阳电池是利用太阳能的主要途径之一。

以有机半导体材料作为光敏层的太阳电池 具有可溶液加工、可得到大面积柔性器件、成本较低等优点，越来越得到学术界和产业界的重视。在有机太阳电池中，通常需要选取一种合适的空穴传输材料来修饰金属阳极与有机光敏层间的界面，形成的这层空穴传输层可以有效促进空穴从有机物的最高已占轨道传输到金属电极，从而提高有机太阳电池的效率。在有关于新型纳米材料二硫化钨的研究中，就有科研人员采用单层纳米二硫化钨制备太阳能电池的空穴层。

有机太阳电池从上到下的排布依次为：阴极、电子传输层、有机光敏层、空穴传输层、阳极和衬底。其中，空穴传输层为二硫化钨纳米膜，由二硫化钨纳米片制备而成。其制备方法为：

1)在玻璃衬底的氧化铟锡阳极上旋涂二硫化钨纳米片材料分散液，旋涂后紫外臭氧处理5～30min，制备得到单层的二硫化钨纳米膜，作为空穴传输层，其厚度为1～5纳米；

2)在二硫化钨纳米膜的空穴传输层上旋涂由共轭聚合物的给体和受体混合溶液制得的有机物光敏层，厚度为100纳米；

3)在有机物光敏层上旋涂聚[(9,9-二(3’-(N,N-二甲氨基)丙基)-2,7-芴)-alt- 2，7-(9，9-十六烷基芴)]得到电子传输层，厚度为5纳米；

4)在电子传输层上真空蒸镀铝作为阴极，厚度为100纳米，由此制备得到以二硫化钨纳米片材料作为空穴传输层的有机太阳电池。

单层纳米二硫化钨材料的功函数与常用的电极材料和有机半导体非常匹配，理论上是一种合适的空穴传输材料。将二硫化钨纳米片材料用于有机太阳能电池中作为空穴传输层时，制备成膜过程无需高温退火且可以得到品质很好的膜。实验表明以二硫化钨纳米片材料作为空穴传输层的有机太阳电池和使用传统空穴传输材料的太阳电池具有几乎相同的光电转化效率。

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