Journal des nanomatériaux et de la nanotechnologie moléculaire

Croissance hydrothermale de nanobâtonnets de ZnO alignés le long des germes préparés par pulvérisation cathodique magnétron et ses applications dans les cellules photovoltaïques sensibilisées aux points quantiques

Haiping Wang, Qiong Ma, Haihong Niu, Xiaoli Mao, Lei Wan, Jinzhang Xu et Shiding Miao

Croissance hydrothermale de nanobâtonnets de ZnO alignés le long des germes préparés par pulvérisation cathodique magnétron et ses applications dans les cellules photovoltaïques sensibilisées aux points quantiques

Des nanobâtonnets de ZnO bien alignés ont été développés sur un substrat conducteur par voie hydrothermale. Les substrats ont été pré-ensemencés avec du ZnO par une technique de pulvérisation magnétron radiofréquence (RF). Les influences de la puissance de pulvérisation, du traitement de recuit et de la taille des germes sur les morphologies des nanobâtonnets de ZnO préparés au final ont été étudiées. Il a été constaté que la longueur et le rapport hauteur/largeur des tiges de ZnO peuvent être facilement ajustés par le contrôle des germes de ZnO résultant des expériences de pulvérisation RF. Les germes de ZnO déposés à une faible puissance de pulvérisation (100~125 W) partagent une distribution de taille uniforme avec une taille moyenne plus petite (~30 nm). Une puissance de pulvérisation plus élevée donne des tiges de ZnO plus longues avec un rapport hauteur/largeur plus élevé jusqu'à ~12,5. Les couches de germination après recuit (~500ºC) produisent des tiges de ZnO avec un diamètre moyen accru et un rapport hauteur/largeur plus petit, et ces caractéristiques bénéficient au transfert d'électrons lorsque les nano-réseaux de ZnO préparés sont utilisés comme substrats d'électrodes dans des cellules photovoltaïques. En déposant des points quantiques (QD) hydrophiles en CdSe sur la nano-tige de ZnO, l'efficacité photoélectrique maximale (0,42 %) a été obtenue dans le cas d'une nano-tige de ZnO d'une longueur d'environ 2,75 μm et d'un rapport hauteur/largeur d'environ 9,5 obtenue à partir des germes après recuit.