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：

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.
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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