一种新型的氧化锌纳米晶浆料——可用于有机太阳能电池-百灵威

一种新型的氧化锌纳米晶浆料——可用于有机太阳能电池

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氧化锌,化学式ZnO,是一种n型宽禁带的直接带隙半导体材料,其常温下的禁带宽度为3.37 eV,激子束缚能为60 meV。氧化锌具有制作成本低、易于合成、无毒、良好的化学稳定性和光电性质,以及在可见光区透明、载流子迁移率高等特点,在柔性和叠层的有机太阳能电池中得到广泛应用。

百灵威推出新型氧化锌纳米晶浆料,可用于制备高品质、大面积ZnO薄膜,后者可作为电池的电子传输层。该氧化锌纳米晶浆料,稳定性高,可规模化生产,能够有效提高有机太阳能电池的光电效率,且解决了化学溶液法制备大面积高品质ZnO薄膜的原料瓶颈问题。

产品优势:
  • 适用于多样化的ZnO薄膜制备技术需求,既可应用于大面积高质量 ZnO薄膜的产业化生产,又可满足小面积高效器件的实验室研发。例如,ZnO纳米晶浆料可通过狭缝刮涂或喷墨印刷技术制备大面积ZnO薄膜应用于有机太阳能电池等光电器件;也可分散于有机醇/水溶剂中,通过溶液旋涂技术应用在高效稳定的光电器件研发。
  • 可良好分散于常见的有机醇或水溶剂中,配制不同浓度的ZnO溶液。例如,分散于异丙醇或正丁醇中,通过溶液旋涂技术制备ZnO薄膜,可用于正向和反向结构有机太阳能电池中的电子传输层材料。
  • 低于120℃退火条件下制备出的高质量ZnO薄膜,可应用在PET和PEN等柔性基底上,低温退火工艺兼容高通量的卷对卷(roll-to-roll)生产技术。
  • 该ZnO纳米晶浆料,粒径为4-10nm,性能优于大粒径纳米氧化锌,制备的膜更均匀,致密性更好。
  • ZnO纳米晶浆料可长途运输并长期保存。在普通冰箱冷藏条件下,可保存3个月仍保持优异性能。
  • 可应用于杀菌抗菌材料等生物医药等领域。
产品表征:

图1 ZnO纳米晶的XRD图谱

图2 ZnO纳米晶薄膜的SEM图
品名 CAS 货号
30wt.% solution in ethylene glycol/MeOH(1:1), ZnO particle size: 4-10 nm
30wt.% 乙二醇/甲醇(1:1)溶液, ZnO 粒径: 4-10 nm
1314-13-2 961949
Zinc oxide paste, 20wt.% solution in water, ZnO particle size: 4-10 nm
氧化锌浆料 , 20wt.%水溶液, ZnO粒径: 4-10 nm
1314-13-2 948734
Zinc oxide paste, 20 mg/mL, solution in n-butanol, ZnO particle size: 4 - 10 nm
氧化锌浆料 , 20 mg/mL, 正丁醇溶液, ZnO 粒径: 4 - 10 nm
1314-13-2 953653
Zinc oxide paste, 20 mg/mL, solution in water, ZnO particle size: 4 - 10 nm
氧化锌浆料 , 20 mg/mL, 水溶液, ZnO 粒径: 4 - 10 nm
1314-13-2 900389
涂膜工艺参考:氧化锌纳米晶浆料, 30wt.% 乙二醇/甲醇(1:1)溶液。使用方法:旋涂、刮涂或喷涂。
正置(或倒置)结构有机太阳能电池电子传输层的旋涂工艺过程如下:(1)天平称取一定质量的ZnO浆料直接分散到正丁醇或异丙醇溶剂中,配置浓度为10mg/ml或15mg/ml;(2)涂膜工艺:50微升/次,3000rpm*50s,旋涂2次,制备双层ZnO层。(3)倒置结构退火温度为120度60分钟或150度30分钟;正置结构ZnO可以不需要退火处理。如果需要退火处理时,90~100度10分钟即可。(953653和900389无需配制,可直接使用)
产品应用文章:
  1. Zheng L.L., et al. Ag Nanowires Embedded ZnO for Semitransparent Organic Solar Cells with 13.76% Efficiency and 19.09% Average Visible Transmittance,J. Phys. Chem. C, 2021, 125, 18623.
  2. Zhao H., et al. Kinetics Manipulation Enables High-performance Thick Ternary Organic Solar Cells via R2R Compatible Slot-die Coating, Advanced Materials, 2021, doi: 10.1002/adma.202105114.

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