ZnO solar cells

### 锌氧化物太阳能电池（ZnO Solar Cells）：室温下制备柔性染料敏化太阳能电池 #### 概述与背景 锌氧化物（ZnO）太阳能电池作为新兴的太阳能转换技术，展现出在灵活性、成本效益以及效率方面的潜力。自1991年Grätzel等人首次报道了高效的染料敏化太阳能电池（Dye-Sensitized Solar Cells，简称DSC）以来，DSC的发展成为了替代传统硅基太阳能电池的一个有前景的方向。DSC不仅在移动电子设备、建筑材料等领域具有广阔的应用前景，而且因其多功能性和低成本而吸引了众多研究者的关注。 #### 灵活性的重要性 灵活的DSC是这一领域中的新研究方向，其特点在于能够适应多种应用场景，如可穿戴设备或不规则表面的覆盖，同时保持较低的制造成本。目前，有两种主要的柔性基材被用于DSC的制备：金属片和聚合物基材。金属片的优点在于低电阻，而聚合物基材则因其透明性、低成本和抗腐蚀性能而受到青睐。然而，由于多数聚合物基材无法承受高温处理，因此在低温条件下制备多孔光阳极的技术成为了研究的重点。 #### 室温下制备ZnO光阳极 在室温条件下制备ZnO光阳极是实现柔性DSC高效能的关键步骤。采用刮刀法将ZnO凝胶涂抹于基材上，通过氨水激活过程，增强了纳米粒子间的连接性，显著提高了DSC的光电转化效率至3.8%（在100mW/cm²光照强度下）。这种室温下的制备方法不仅简化了太阳能电池的生产流程，还大大节省了能源消耗，对于大规模商业化生产具有重要意义。 #### 表面活化与粒子间连接 在低温条件下制备高质量的多孔光阳极，表面活化和纳米粒子之间的有效连接是两个关键因素。以往的研究中，采用的方法包括微波照射、电子束退火、紫外线照射以及臭氧处理结合紫外线照射等手段进行表面活化。此外，为了增强纳米粒子的连接性，还开发了低温加热、压缩、水热结晶、化学气相沉积结合紫外线照射、电化学沉积等技术。这些方法共同促进了DSC性能的提升，尤其是在室温条件下的制备工艺，为柔性太阳能电池的未来发展开辟了新的道路。 室温下制备ZnO光阳极的创新方法，结合有效的表面活化和粒子间连接策略，为柔性染料敏化太阳能电池的高效率提供了有力支持。这一技术的突破，不仅推动了DSC领域的进步，也为未来的清洁能源应用带来了更多可能性。