纳米材料与分子纳米技术杂志

磁控溅射法制备定向 ZnO 纳米棒的水热生长及其在量子点敏化光伏电池中的应用

王海平、马琼、牛海红、毛晓丽、万蕾、徐金章、苗世丁

磁控溅射法制备定向 ZnO 纳米棒的水热生长及其在量子点敏化光伏电池中的应用

通过水热法在导电基底上生长出排列整齐的 ZnO纳米棒。通过射频 (RF) 磁控溅射技术在基底上预先接种 ZnO。研究了溅射功率、退火处理和种子尺寸对最终制备的 ZnO 纳米棒形貌的影响。研究发现，通过控制 RF 溅射实验得到的 ZnO 种子，可以轻松调整 ZnO 棒的长度和纵横比。在低溅射功率 (100~125 W) 下沉积的 ZnO 种子具有均匀的尺寸分布和较小的平均尺寸 (~30 nm)。较高的溅射功率可产生更长的 ZnO 棒，其纵横比最高可达 ~12.5。退火（~500ºC）后的种子层产生的 ZnO 棒具有更大的平均直径和更小的长宽比，当制备的 ZnO纳米阵列用作光伏电池的电极基板时，这些特性有利于电子转移。通过在 ZnO 纳米棒上沉积亲水性 CdSe 量子点 (QD)，在退火后从种子中获得的长度为 ~2.75 μm、长宽比为 ~9.5 的 ZnO 纳米棒的情况下，获得了最大的光电流效率 (0.42%)。