核-壳结构ZnO@CuO光阳极的制备及其光电性能研究

ZnO是钙钛矿太阳电池(PSCs)电子传输层(ETL)的优良材料,但ZnO与钙钛矿吸收层界面有很大的热不稳定性,从而导致该界面严重的电荷复合。文章采用水热法在FTO导电玻璃上制备出具有良好取向性的ZnO纳米棒阵列(NAs)。通过调控电化学沉积时间,在ZnO NAs上沉积一层CuO纳米颗粒,获得ZnO@CuO纳米复合材料薄膜。利用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)对复合薄膜的形貌和物相进行了观察和分析。通过紫外-可见光漫反射(UV-Vis DRS)和瞬态荧光光谱(PL)对其光学性能进行了测定。结果表明,制备的ZnO NAs阵列均匀且垂直度较好,直径约为120 nm;通过电化学沉积CuO纳米颗粒(尺寸为34~44 nm)后,复合薄膜的可见光吸收能力增强,载流子分离效率提高;在电化学沉积时间为40 s时,所得到的ZnO@CuO NAs的光电流密度最高,约为ZnO NAs的3.37倍,表现出良好的光电转换性能。