SnS纳米线阵列的制备及其在太阳电池中的应用

半导体纳米线以其材料消耗少、转换效率高、光吸收能力强等特点成为新型太阳电池材料的最佳候选材料之一。目前许多科研工作者已经对Si纳米线太阳电池材料展开了研究工作，并取得了初步的研究结果，但还很少涉及到Si纳米线以外的其它半导体纳米线材料的研究。本项目拟采用模板辅助电化学沉积/催化剂诱导化学气相沉积的方法制备具有高度取向性、直径分布均匀的SnS纳米线阵列，实现p型、n型、径向具有p-n结结构以及轴向具有p-n结结构的纳米线阵列的可控生长；探索纳米线阵列在光电器件和太阳电池上的应用，组装轴向p-n结结构纳米线阵列和径向p-n结结构纳米线阵列的太阳电池；研究获得纳米线阵列和太阳电池的微观结构及光电特性，探究纳米线阵列的尺寸、结构、形貌对其光电性能的影响机制及优化途径。本研究为新型纳米结构太阳电池材料的研制提供新的思路和技术路线，为纳米线阵列材料在新型太阳电池中的开发和应用提供实验依据和理论基础。

本研究项目分别采用催化剂辅助化学气相沉积技术（CVD）和阳极氧化铝（AAO）模板辅助电化学沉积技术制备得到了硫化亚锡（SnS）纳米线阵列，进而对制备得到的SnS纳米线阵列的微观结构、表面形貌和光电特性展开了系统的研究。通过本项目的实施，1）获得了结构有序、尺寸可控、高纵横比的SnS纳米线阵列，并实现了SnS的结构控制和成分均一，从而为深入研究SnS纳米线的物理特性及其随后的进一步应用探索奠定了基础；2）通过光学特性的检测发现，实验得到的SnS纳米线具有良好的光吸收特性（α≥10^5 cm^(-1)），因此该结果不仅具有重要的学术价值而且具有很好的应用前景；3）对采用催化剂辅助CVD技术制备得到的的SnS纳米线进行了太阳电池的组装，并对其光电特性的检测。结果显示我们组装的太阳电池具有较好的光电转换效率，该结果为准一维纳米材料才太阳电池的研发提供了基础数据和基本的理论依据。