仿生聚二甲基硅氧烷/ZnO纳米棒阵列微纳复合结构薄膜的制备及其光电转换

摘要

[目的]针对减反射薄膜存在制备耗时长、成本昂贵、微纳结构工艺复杂等问题，研发一种成本低廉、操作简便且模板易得的微纳复合结构减反射薄膜.[方法]采用生物模板法以山茶花花瓣为主模制备仿生减反射薄膜，并利用低温水热合成技术在减反射薄膜表面上生长氧化锌纳米棒阵列（ZnO NRAs）,制备出具有微纳复合结构的仿生聚二甲基硅氧烷（PDMS）/ZnO NRAs薄膜.通过控制水热生长时间获得不同微纳复合结构的减反射薄膜，并将其作为减反射层应用于有机太阳能电池.[结果]生长时间为10 min的仿生PDMS/ZnO NRAs薄膜的平均反射率为4.52%,可使有机太阳能电池的平均短路电流密度从玻璃基底的13.66 mA/cm²增至14.75 mA/cm²,平均光电转换效率则从8.26%提高到9.03%;此外，其表面水接触角为153.3°,具有超疏水性和自清洁功能.[结论]仿生PDMS/ZnO NRAs微纳复合结构薄膜不仅可以提高光伏电池的光电转换效率，还能够提高光伏器件的长期稳定性和可维护性，这将为新型减反射薄膜的设计和制备提供新的思路和途径.

关键词

微纳复合结构 / 氧化锌纳米棒阵列 / 减反射膜 / 有机太阳能电池