Шарувату структуру пристрою складався з ITO підкладці / AZO (40 Нм) / ZnO ЯРБ шар, SMPV1: PC71BM (80 Нм) / MoO3 (5 Нм) / Ag (150 Нм) як показано на малюнку 1. В цілому рівень насіння AZO або ZnO ​​широко використовується функціонувати як електрон транспортний рівень (ETL) в пристроях Чок. Крім Чок SM-володіння, як правило, мають менше активного шару, обмежується коротше довжини діффузіі8. Отже для подальшого поліпшення Світлозбиральні можливості пристроїв, ZnO ЯРБ шар вводиться виростити на шарі насіння, працювати як антиблікове шар для розширення колекції падаючого світла, а для збільшення області інтерфейсу для перевізника Колекція на ж время12,14.

Поверхні морфології і шорсткості насіння шару роблять значний вплив на орієнтацію NR масивів. Малюнок 2a і малюнок 2b areAFM зображення шару насіння на основі метод розпилення і золь гель методом, відповідно. Поверхні морфології золь гель оброблені насіння шару може бути вище шорсткості бачили не тільки виставки, а й сформувати шаблон природний хребта. В результаті орієнтація NR масивів, вирощених на шарі золь гель оброблені буде набагато грубіше, ніж шари, вирощених методом розпилення. Малюнок 2 c і 2d фігура показують скануючого електронного мікроскопа (SEM) зображення NR масивів, вирощених на розпорошених насіння шар і шар насіннєвої золь гель оброблені відповідно. Очевидно орієнтація NR масивів, вирощених на шарі розпорошених Азв може спостерігатися краще, ніж ті, які виросли на шарі ZnO золь гель оброблені.

На додаток до SEM зображення для подальшої оцінки орієнтації NR масивів, аналіз XRD (рис. 3) використовується для ідентифікації орієнтацію і кристалізації NR масивів. У порівнянні з Дифракційні спектри НСП, вирощених на шар насіннєвої золь гель оброблені, спектри NR масивів, заснований на шарі розпорошених насіння показують відносно сильніше пік 34.5 °, вказавши, що не тільки напрямок, але і кристалізації ZnO NR масивів is на шарі розпорошених ніж на шарі процес золь гель краще.

А також вимір XRD шару насіння також вимірюються μ-PL спектри ЯРБ. Малюнок 4 показує PL спектри NR масивів осадження різними методами. Пік викидів на 385 Нм походить від екситонних рекомбінаціі19. З іншого боку зелений викидів спектрів приходить від кисню вакансій (внутрішні дефекти), знову ж таки, маючи на увазі, що якість фільму розпорошених шар краще ніж якість фільму, сформований золь гель методом. Можна помітити, що спектри PL ZnO НСП на розпорошених AZO показує значно слабкіше пік на 385 Нм, в порівнянні з ZnO НСП на ЗНО золь гель. Це значний PL гарту відбувається в масиві ZnO NR на шарі розпорошених Азв насіння, маючи на увазі, що Азв насіння шар містить краще екситон дисоціації і заряд можливість поділу ніж ZnO золь гель насіння шару. Результати показують, що, як видається, Азв / ZnO ЯРБ шар на основі процесу розпилення шар краще перенесення електронів ніж засновані на процес вирішення.

Малюнок 5 показує JV характеристики пристроїв з шаром розпорошених Азв насіння і золь гель оброблені ZnO насіння шару. Короткого замикання поточного Jsc, напруга В розімкнутої цепіoc, FF і PCE може бути похідним від JV кривих. Пристрої з розпорошених насіння шаром exhibit Jsc 11,96 мА / см2, Voc 0,87 V, FF 57,8% і PCE 6,01%, що краще, ніж золь гель оброблені сонячних батарей з Jsc 10.01 мА / см2, Voc 0 , 88 V, FF 53,8%, і PCE 4.74%.

Таблиця 1 показує продуктивність пристроїв з шарами різного насіння. Використовуючи шар розпорошених насіння, добре вирівняні вертикально орієнтованих ZnO NR ETL можуть бути сформовані, і тим самим не тільки поглинання, але і ефективність збору перевізника може бути підвищена. В результаті в порівнянні з пристроями золь гель оброблені, пристрої з розпорошених насіння шаром exhibit високе значення Jsc (11,96 мА / см2) і краще значення FF (57,8%), як показано в таблиці 1.

Малюнок 1: схема структури сонячних батарей Перевернутий малі молекули. Шарувату структуру пристрою складався з ITO підкладці / AZO (40 Нм) / ZnO ЯРБ шар, SMPV1: PC71BM (80 Нм) / MoO3 (5 Нм) / Ag (150 Нм). Будь ласка, натисніть тут, щоб подивитися велику версію цієї фігури.

Малюнок 2: AFM і SEM зображення масиву ZnO NR. АСМ зображення масиву ZnO NR, вирощених на () шар розпорошених Азв насіння і (b) золь гель оброблені ZnO насіння шар; SEM Топ Перегляд зображень ZnO NR масиву, вирощених на (c) шар розпорошених Азв насіння і (d) золь гель оброблені ZnO насіння шар. Поверхні морфології і шорсткості ZnO ЯРБ шару можна спостерігати через AFM і SEM зображення. Будь ласка, натисніть тут, щоб подивитися велику версію цієї фігури.

Малюнок 3: Дифракційні спектри масиву ZnO NR. Шаблон XRD ZnO NR масиву, вирощених на розпорошених Азв насіння шар і шар насіннєвої ZnO золь гель оброблені. Дифракційні спектри може бути ідентифікований по орієнтації і кристалізації НСП. ZnO NR масив, вирощених на шари різного насіння експонатів майже ту ж орієнтацію (002). Сила (002) пік для перенаправлення на шарі розпорошених Азв насіння сильніше, ніж що на ЗНО золь гель оброблені насіння шар, показуючи, що ZnO ​​НСП на шарі розпорошених Азв насіння exhibits більш вертикальну орієнтацію вздовж осі (002). Будь ласка, натисніть тут, щоб подивитися велику версію цієї фігури.

Малюнок 4: PL спектри Азв і ZnO насіння шару. PL спектри розпорошених Азв насіння шар і шар насіннєвої ZnO золь гель оброблені. Дефекти і екситон дисоціації можливість перенаправлення може оцінюватися за спектрами пл. Пік викидів на 385 Нм виходить від екситонних рекомбінації і зелений викидів спектрів приходить від кисню вакансії ZnO NR масиву. Будь ласка, натисніть тут, щоб подивитися велику версію цієї фігури.

Малюнок 5: JV Крива пристроїв з шарами різного насіння. JV характеристик пристроїв під освітлення з розпорошених Азв насіння шар і золь гель оброблені ZnO насіння шар. Продуктивність сонячних батарей може бути похідним від JV крівих14. Будь ласка, натисніть тут, щоб подивитися велику версію цієї фігури.

Розпилення насіння шар 0.87 11.96 57,8 6.01 Золь гель оброблені насіння шар 0.88 10.01 53,8 4.74

Таблиця 1: продуктивність пристроїв з різними насіння шарами. Коротка інформація про продуктивність пристроїв похідний від кривих JV, включаючи струм короткого замикання, відкрите ланцюга напруги, коефіцієнта заповнення і ефективності перетворення енергії