【摘 要】
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通过低温化学法制备的ZnO/Cu2O异质结太阳能电池具有理论光电转化效率(PCE)高，材料来源广，制造成本低，制备工艺简单，环境污染小，理化性质稳定等优点。近来，这类电池受到了广泛关注
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通过低温化学法制备的ZnO/Cu2O异质结太阳能电池具有理论光电转化效率(PCE)高，材料来源广，制造成本低，制备工艺简单，环境污染小，理化性质稳定等优点。近来，这类电池受到了广泛关注。引入纳米结构的ZnO电极、提高Cu2O光学活化层的结晶性、优化ZnO/Cu2O界面是提高ZnO/Cu2O异质结太阳能电池PCE的几种主要方法。 在本论文中，通过静电纺丝和电化学沉积法成功制备出光电转换性能较好的基于氧化纳米纤维(ZnO nanofibers(ZnO NFs))的ZnO-NFs/Cu2O异质结太阳能电池。通过表征器件的J-V曲线，系统地研究了沉积电位、电沉积液pH值、沉积时间、沉积温度、ZnO-NFs/Cu2O异质结热处理温度等参数对其光电转化性能的影响。并通过分析器件的外量子效率(EQE)、阻抗、暗电流曲线和Cu2O薄膜的物相与形貌、光学吸收谱、莫氏-肖特基(Mos-Schottky)曲线等对其影响机制进行了详细的研究和讨论。 研究发现:pH值，沉积温度，沉积电位等电沉积参数对Cu2O薄膜的形貌和物相影响非常明显。通过调节这些参数可制备出与ZnO NFs衬底的物相、晶粒尺寸与形貌匹配良好的Cu2O薄膜，从而制备出致密的，界面质量良好，光电转换性能较高的ZnO-NFs/Cu2O异质结太阳能电池。光学活化层厚度对器件性能影响较大，通过调节沉积时间，优化Cu2O薄膜厚度，使其达到既能吸收较多光子，又利于载流子传输的最优厚度，制备出的器件性能明显提高。以合适的热处理工艺处理ZnO-NFs/Cu2O异质结，因提高了Cu2O薄膜的结晶性，增强了异质结的界面质量，器件的PCE进一步提高。
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