【摘 要】
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本文以直径为35μm的常规聚酯(PET)纺织纤维作为基体材料,在其表面依次构建ITO-Ag复合导电层和有序ZnO棒阵列,并利用该结构进行了有机纤维太阳能电池的组装。银层的镀制主要采
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本文以直径为35μm的常规聚酯(PET)纺织纤维作为基体材料,在其表面依次构建ITO-Ag复合导电层和有序ZnO棒阵列,并利用该结构进行了有机纤维太阳能电池的组装。银层的镀制主要采用ITO溶胶辅助镀层的方法。经除油和粗糙化的PET纤维,表面浸涂氧化铟锡(ITO)溶胶,在纤维表面形成ITO层,经敏化后浸入银氨溶液中,获得表面镀制银/ITO复合导电层的聚酯导电纤维。ITO溶胶浸渍3 min并涂覆3次的情况下可以得到最佳的镀银样品。利用扫描电子显微镜(SEM)观察显示表面银层平整,颗粒均匀。能量弥散X射线能谱(EDS)测试表明纤维表面银的负载量可达87.44 wt%,具有极高的纯度。纤维的力学性能测试表明,纤维强度下降的主要原因是凝胶化时的热处理过程。纤维的导电性能通过电阻率测试进行表征,电阻率最低可达0.23 mΩ·cm。镀银纤维表面ZnO棒状阵列的生长调控主要采用低温水浴法。利用正交实验对影响ZnO棒体生长的因素进行分析。结合透射电子显微镜(TEM)形貌及其高分辨图像得知,调控生长的ZnO棒为长度1.5μm,宽度0.3μm的棱柱状棒体,具有ZnO晶体标准的晶胞常数。通过分析不同条件扫描电子显微镜(SEM)观测的样品形貌看出,生长点处理、生长液用量、六次甲基四胺浓度和延长静置时间有利于提高ZnO阵列在纤维表面的规整排布;Zn(NO3)2浓度同时影响ZnO在径向和轴向的生长;提高生长温度,ZnO优先延轴向生长,降低温度则优先延径向生长;延长生长时间能够促进ZnO沿当前生长趋势进一步生长,不能改变ZnO的生长方向和生长速度。制得的有机纤维基太阳能电池采用ITO玻璃和薄膜作为电池的正极,铝箔作为电池的负极,通过测试得到该电池的开路电压可达0.68 V,短路电流最高为0.05 mA,填充因子最高为0.38,转化效率为0.01%。
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