郝彥忠 郭志敏 孫 寶 裴 娟 王尚鑫 李英品

(1河北科技大學化學與制藥工程學院, 石家莊 050018; 2河北科技大學理學院, 石家莊 050018)

Sb2S3納米粒子修飾ZnO納米片微納分級結構的光電化學性能

郝彥忠1,2,*郭志敏1孫 寶2裴 娟2王尚鑫2李英品2

(1河北科技大學化學與制藥工程學院, 石家莊 050018;2河北科技大學理學院, 石家莊 050018)

采用恒電位方法, 選擇氯化鉀和乙二胺(EDA)為添加劑, 在氧化銦錫(ITO)導電玻璃上制備了高度有序的ZnO納米片陣列, 通過二次電沉積得到了ZnO納米片上生長納米棒的微納分級結構. 利用化學浴沉積法在ZnO基底上沉積Sb2S3納米粒子制備出了Sb2S3/ZnO納米片殼核結構和Sb2S3/ZnO微納分級殼核結構. 利用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)、紫外-可見(UV-Vis)吸收光譜、瞬態(tài)光電流等對其形貌、結構組成和光電化學性能進行了表征和分析. 結果表明, Sb2S3/ZnO納米片上生長納米棒分級殼核結構的光電流明顯高于Sb2S3/ZnO納米片殼核結構. 在Sb2S3/ZnO納米片殼核結構和Sb2S3/ZnO微納分級殼核結構的基礎上旋涂一層P3HT薄膜形成P3HT/Sb2S3/ZnO復合結構, 以上述復合結構薄膜為光活性層組裝成雜化太陽電池, 其中, P3HT/Sb2S3/ZnO分級殼核結構雜化太陽電池的能量轉換效率最高, 達到了0.81%.

Sb2S3納米粒子; ZnO納米片; ZnO納米片上生長納米棒微納分級結構; 殼核式結構;雜化太陽電池

1 引 言

分級納米結構是指由低維納米結構組裝而成的多維納米結構, 與一維納米材料相比, 分級納米材料由于比表面積的大大增加, 在太陽電池領域有廣闊的應用前景. 近年來, 人們通過水熱法、1電化學法2等已制備出了不同形貌的ZnO納米片狀結構,而ZnO微納分級結構由于高比表面積等優(yōu)點開始受到重視. Xu等3采用電化學法制備的ZnO納米片分級結構組成的染料敏化太陽電池的效率相比單純的ZnO納米片提高了35%. Shi等4基于ZnO分級結構制備的染料敏化太陽電池達到了6.42%的高能量轉換效率. 郝彥忠和崔玥5用聚乙二醇(PEG)輔助的水熱合成法制備出了較為均勻的花狀氧化鋅, 結果表明,該ZnO花狀團簇具有很好的光電流穩(wěn)定性, 最大能量轉換效率為2.47%. Zheng等6利用化學浴沉積法制備的ZnO納米棒分級結構構筑的雜化太陽電池的效率相比ZnO納米棒提高了32.7%. 為此, 開發(fā)具有高比表面積、連續(xù)的多電子傳輸通道的ZnO微納分級結構具有重要的意義. Sb2S3具有較高的光吸收系數(shù)和較小的帶隙, 在可見光區(qū)具有較強的光吸收能力,是非常有潛力的光伏材料.7–9Sb2S3量子點作為敏化劑及光吸收材料在制備固態(tài)染料敏化太陽電池、10,11無機薄膜太陽電池12及雜化太陽電池13–23方面也已經得到了重要應用. 利用Sb2S3納米粒子修飾ZnO微納分級結構以提升光電性能的研究還未見報道.

本文在用電化學沉積法制備的ZnO納米片和ZnO納米片上生長納米棒微納分級結構的基礎上沉積Sb2S3納米粒子, 制備了Sb2S3/ZnO納米片殼核結構和Sb2S3/ZnO納米片上生長納米棒分級殼核結構, 并對其進行了一系列的表征測試. 在上述兩種Sb2S3/ZnO殼核結構的基礎上旋涂聚(3-己基噻吩) (P3HT)形成了P3HT/Sb2S3/ZnO復合結構薄膜, 并以此為光活性層組裝成雜化太陽電池, 對該類太陽電池進行了初步研究.

2 實驗部分

2.1 實驗試劑

實驗中所用水溶液均為二次去離子水配制. 實驗中所用藥品為天津市永大化學試劑有限公司生產的Zn(NO3)2(分析純, 99%), 天津市博迪化工股份有限公司生產的KCl(分析純, 99.5%)、乙二胺(EDA, 分析純, 99%)、Na2S2O35H2O (分析純, 99%),山東西亞化學工業(yè)有限公司生產的SbCl3(分析純, 99%), 所用P3HT購于美國Aldrich公司.

2.2 ZnO納米片陣列的制備

采用電化學方法制備ZnO納米片陣列, 電化學沉積過程在三電極體系中進行, 電解池為直徑3cm、高5 cm的稱量瓶, 工作電極為潔凈的ITO導電玻璃 (1.5 cm × 4.0 cm), 實際使用面積約為1.5 cm × 2.0 cm, 對電極為Pt電極, 參比電極為飽和甘汞電極(SCE). 用ZF-3恒電位儀控制沉積電勢恒定為–1.03V, 于70 °C恒溫條件下反應1.5 h. 電解池中所用電解液約為18 mL, 其中包括0.0125 molL–1的Zn(NO3)2、不同濃度的KCl及3 μL的EDA. 沉積所得的產物依次用去離子水和無水乙醇交替沖洗, 自然干燥, 之后于馬弗爐中400 °C下煅燒1 h即可得到結晶良好的ZnO納米片膜. 制備中KCl的濃度分別為0.025、0.050、0.075 molL–1, 電沉積時間為1.5 h.

2.3 ZnO納米片上生長納米棒分級結構陣列膜的制備

電化學沉積過程采用三電極體系的電解池, 工作電極為沉積有ZnO納米片膜的ITO導電玻璃, 對電極為鉑電極, 參比電極為飽和甘汞電極(SCE), 沉積電勢為–0.9 V左右, 沉積時間為10–40 min. 電解液制備: 在磁力攪拌下向0.025 molL–1的Zn(NO3)2水溶液中以微量注射器加入氨水, 溶液開始變?yōu)闇啙?繼續(xù)緩慢加入一定量的氨水, 最終維持電解液的pH值為9左右, 電解液為每次沉積前新鮮配制. 電沉積結束后, 將沉積有產物的導電玻璃從沉積液中取出, 以去離子水和無水乙醇交替沖洗, 并于80 °C空氣中干燥. 熱處理為將沉積有樣品的ITO導電玻璃在N2氣氛中400 °C退火一個小時, 自然冷卻至室溫.

2.4 殼核式Sb2S3/ZnO納米片結構及殼核式Sb2S3/ ZnO微納分級結構的制備

采用化學浴沉積法24制備Sb2S3/ZnO殼核式結構.具體操作為: 0.65 g的SbCl3加入2.5 mL丙酮中溶解,加入濃度為1 molL–1的Na2S2O3水溶液25 mL, 攪拌均勻, 最后加入二次去離子水使溶液總體積達到100 mL. 然后, 將沉積有ZnO納米片、ZnO納米片上生長納米棒微納分級結構的ITO導電玻璃基底垂直浸入上述溶液中, 于10 °C下沉積反應1 h. 沉積結束后, 將ITO導電玻璃取出, 用二次去離子水沖洗數(shù)次,在烘箱中干燥1 h, 之后, 在N2保護的管式爐中320°C煅燒1 h即可得到殼核式Sb2S3/ZnO納米片和殼核式Sb2S3/ZnO微納分級結構.

2.5 雜化太陽電池的制備

在ZnO納米片、ZnO納米片上生長納米棒分級結構、Sb2S3/ZnO納米片殼核結構和Sb2S3/ZnO分級殼核結構上, 分別在其上旋涂P3HT薄膜: 配制20mgmL–1的P3HT氯苯溶液, 在活性層面積為0.32 cm × 0.32 cm 的Sb2S3/ZnO電極上滴加5 μL的氯苯溶液, 然后在低速(550 rmin–1)下旋轉10 s, 隨后在高速(3500 rmin–1)旋轉50 s, 所得樣品在80 °C烘箱中干燥40 min, 氮氣保護下150 °C退火30 min, 得到P3HT/ ZnO和P3HT/Sb2S3/ZnO復合結構薄膜. 最后將噴金的導電玻璃為對電極覆蓋在P3HT/Sb2S3/ZnO復合結構上, 用AB膠將其緊緊粘合在一起(除性層外), 組裝成雜化太陽電池, 光照面積為0.32 cm × 0.32 cm.

2.6 表征及光電性能測試

采用日本HITACHI公司的S-4800-I型發(fā)射場掃描電鏡(SEM)觀察陣列膜的形貌和尺寸; 采用日本Rigaku公司的D/MAX-2500X射線衍射儀分析陣列膜的晶型和結構; 采用紫外-可見漫反射光譜儀(UV-3900, 日本HITACHI公司)測定不同電極的光譜吸收; 在光電化學測試中, 光源為CHFXQ型高亮度光源(北京暢拓科技有限公司), 通過WDG30光柵單色儀(北京光學廠)將其過濾為單色光源, 使用美國Ametek model 263A型電化學工作站對光電極進行光電化學測試. 采用美國頤光科技有限公司的J–V STATION 2000AAA Solar Simulator 測試系統(tǒng)對樣品的光電性能進行研究.

3 結果與討論

圖1(a–c)分別為不同KCl濃度下電沉積制得的ZnO的SEM圖. 研究表明,25電沉積開始后, 沉積液中的Cl–會優(yōu)先吸附在ZnO的(002)面, 從而抑制其(002)面的生長, 結果即為ZnO片狀產物. 當加入KCl濃度為0.025 molL–1時, 相鄰棒狀產物開始出現(xiàn)聯(lián)結, 見圖1(a); KCl濃度增加至0.050 molL–1時, ZnO成片的趨勢則愈加明顯, 見圖(b); 當KCl濃度達到0.075 molL–1時, 得到了陣列致密且良好的ZnO納米片狀結構, 見圖(c). 由圖(c)可以看到, 制得的ZnO納米片表面光滑, 大小均一, 片的厚度約為80 nm, 高度約為4–5 μm, 片的尺寸可以通過改變加入KCl和EDA的含量來進行控制.

圖1 不同KCl濃度下電沉積所得ZnO納米片的SEM圖Fig.1 SEM images of ZnO nanosheets electrodeposited from the solution with different concentrations of KCl

圖2 不同電沉積時間條件下所得ZnO納米片上生長納米棒分級結構的SEM圖Fig.2 SEM images of hierarchical ZnO nanorods on nanosheets electrodeposited with different time

圖2(a–d)為沉積時間分別為10 min、25 min、40 min、3 h時所制得的ZnO微納分級結構的SEM圖. 當電沉積時間為10 min 時, ZnO納米片上出現(xiàn)密度較小的納米棒狀產物, 見圖2(a); 沉積時間為25 min時, ZnO納米片上納米棒狀產物明顯增多, 在ZnO片上密集排列, 見圖2(b); 當沉積時間增加至40 min時, 納米棒幾乎布滿了整個ZnO納米片, 且密度明顯增加, 見圖2(c); 當沉積時間達到3 h時, ZnO開始出現(xiàn)溶解, 見圖2(d). 根據(jù)實驗結果推斷ZnO納米棒的生長機理可能是:2在二次電化學沉積開始之前, 溶液中的Zn2+與NH3配位, 形成復合離子(Zn[(NH3)4]2+). 電沉積開始后, 陰極表面附近的OH–濃度明顯增加, 此時OH–開始取代復合離子(Zn[(NH3)4]2+)中的NH3, 形成生長基元([Zn(OH)4]2–).同時可以推斷, 電沉積的過程實際上是一個沉積與溶解的平衡過程. 反應開始時, 溶液中存在大量生長基元, 主要為ZnO成核生長過程. 隨著反應進行,生長基元不斷減少, 氨水中剩余的OH–就與基底上的ZnO發(fā)生反應, ZnO的溶解反應開始占據(jù)主導地位, 導致產物出現(xiàn)溶解. 在電沉積過程中, 沉積電勢對ZnO微納分級結構的生長也有著重要的影響, 沉積電勢過大會導致ZnO納米片在較短的時間內即發(fā)生溶解, 這可能是由于電勢增加致使沉積反應加快, OH–短時間內在沉積電極附近大量積累, 致使ZnO發(fā)生溶解.

圖3為化學浴沉積法制備的Sb2S3/ZnO納米片殼核結構和殼核式Sb2S3/ZnO分級結構的SEM圖. 由圖3可以看出, 化學浴沉積法制備的Sb2S3納米粒子已沉積包覆到ZnO納米片及ZnO微納分級結構上形成了殼核結構. 制備得到的Sb2S3納米粒子大小均勻,其中, ZnO納米片上沉積的Sb2S3納米粒子粒徑約為100 nm, ZnO微納分級結構上沉積的Sb2S3納米粒子粒徑約為80 nm. 在沉積Sb2S3納米粒子時, 沉積溫度和時間對樣品的形貌和結構有著重要影響, 沉積溫度最好保持在10 °C之內, 低溫有利于Sb2S3納米粒子在ZnO上的順利沉積. 沉積時間越長, Sb2S3納米粒子附著越多, 這樣會對Sb2S3/ZnO殼核結構的形貌和性能產生影響.

圖3 殼核結構Sb2S3/ZnO的SEM圖Fig.3 SEM images of shell-core Sb2S3/ZnO structures

圖4為未經320 °C煅燒的Sb2S3/ZnO納米片殼核結構的SEM圖, 與圖1(c)和圖3(a)對比可知, 煅燒前后ZnO的形貌未發(fā)生明顯變化, 然而沉積上的Sb2S3納米粒子結晶狀況卻比較差, 由此可以推斷,在320 °C煅燒下可以直接將Sb2S3納米粒子由無定型變?yōu)橛卸ㄐ? 從而大大提升Sb2S3/ZnO納米片殼核結構的晶體質量.

圖4 未經320 °C煅燒的Sb2S3/ZnO納米片殼核結構的SEM圖Fig.4 SEM images of shell-core Sb2S3/ZnO nanosheet structure without sintering at 320 °C

圖5為Sb2S3/ZnO納米片殼核結構的透射電鏡(TEM)圖, 從圖中可以看到, Sb2S3納米粒子已成功沉積在ZnO納米片上形成了殼核式結構, Sb2S3納米粒子的厚度約為50–100 nm, 同時Sb2S3納米粒子與ZnO納米片之間形成了良好的接觸界面, 見圖5(b).

圖5 Sb2S3/ZnO納米片殼核結構的TEM圖Fig.5 Transmission electron microscopy (TEM) images of shell-core Sb2S3/ZnO nanosheet structure

由圖6可知, ZnO納米片及ZnO納米片上生長納米棒微納分級結構陣列膜均在31.8°、34.4°、36.3°、47.5°、56.6°、62.9°及67.9°處出現(xiàn)明顯的衍射峰, 分別對應著六方纖鋅礦型ZnO (標準卡片PDF#01-079-2205)的(100)、(002)、(101)、(102)、(110)、(103)、(112) 晶面. 由于在2θ = 34.4°位置衍射峰強度相對而言明顯降低, 可以推斷其(002)面生長受到了抑制, 即生長為片狀結構. 化學浴沉積法制備的Sb2S3/ZnO殼核納米結構由輝銻礦型Sb2S3和六方纖鋅礦型ZnO組成, 其中, 在15.6°、17.5°、 22.3°、28.1°等處出現(xiàn)的衍射峰分別對應著Sb2S3(標準卡片PDF#01-070-9256)的(200)、(201)、(202)、(210)晶面. 在ZnO納米片形成分級結構以后, XRD衍射峰強度變化不明顯, 這與測試樣品的含量有關, 由于兩種不同形貌的ZnO沉積量相差不大, 因此其XRD衍射峰強不會有太大變化. 同時XRD測試的是單個晶體的衍射圖譜, 因此其與樣品的晶粒尺寸也有密切的關系. 在沉積上Sb2S3納米粒子后, 因為XRD衍射儀對樣品的穿透力大約是十幾微米到幾十微米, 依然可以穿透樣品, 所以在ZnO含量不變的情況下其衍射峰不會有太大變化.

圖6 ZnO納米片、ZnO微納分級結構及Sb2S3/ZnO納米片、Sb2S3/ZnO分級結構膜的XRD圖譜Fig.6 XRD patterns of ZnO nanosheet and hierarchical ZnO micro-nanostructure and hierarchical Sb2S3/ZnO nanostructure films

圖7分別為ZnO納米片、ZnO微納分級結構、Sb2S3/ZnO納米片、Sb2S3/ZnO微納分級結構的紫外-可見吸收光譜圖. 從圖中可以看到單純的ZnO膜只在紫外區(qū)域有吸收, 沉積上Sb2S3納米粒子后, Sb2S3/ZnO殼核式納米結構的吸收范圍拓展到750 nm以上, 其中最大光吸收出現(xiàn)在520 nm左右. 同時, ZnO分級結構及Sb2S3/ZnO分級殼核結構的最大吸收強度均分別高于ZnO納米片和Sb2S3/ZnO納米片殼核結構.

圖7 ZnO納米片、ZnO微納分級結構及殼核Sb2S3/ZnO納米片殼核結構的紫外-可見吸收光譜圖Fig.7 UV-Vis absorption spectra of ZnO nanosheet, hierarchical ZnO micro-nanostructure, and shell-core Sb2S3/ZnO nanostructures

圖8 ZnO納米片、ZnO微納分級結構及殼核Sb2S3/ZnO納米結構膜電極的瞬態(tài)光電流圖Fig.8 Photocurrent transients of ZnO nanosheet and hierarchical ZnO micro-nanostructure and shell-core Sb2S3/ZnO nanostructure films

圖9 P3HT/Sb2S3/ZnO 復合結構的能級結構和電荷傳輸過程示意圖Fig.9 Energy level structure diagram and charge-transfer process in composite P3HT/Sb2S3/ZnO nanostructure

為了進一步研究ZnO納米片、ZnO納米片上生長納米棒分級結構及其Sb2S3/ZnO殼核結構的光電性能, 首先分別測定了ZnO納米片和ZnO納米片上生長納米棒膜電極在340、350、360、370、380、390、400、410、420、430 nm十個不同波長下的瞬態(tài)光電流, 結果如圖8(a, b)所示. 電極電勢為0.2 V, 光照面積為0.84 cm2. 在所測波長范圍內, 所有膜電極的光電流都比較穩(wěn)定, 且在390 nm處產生最大的光電流響應. 圖8(c, d)為Sb2S3/ZnO殼核納米結構膜電極在340、370、400、430、460、490、500、510、520、550、580、610、640、670、700、730、760、790 nm處的瞬態(tài)光電流圖, 從圖中可以看出, 兩種 Sb2S3/ZnO膜電極的光響應均已拓展至760 nm以上, 其中, Sb2S3/ZnO納米片電極在580 nm處產生最大的光電流響應, Sb2S3/ZnO納米片上生長納米棒電極在520 nm處產生最大的光電流響應. 比較發(fā)現(xiàn), ZnO納米片上生長納米棒微納分級結構電極的最大瞬態(tài)光電流明顯高于ZnO納米片電極, 同時, Sb2S3/ZnO納米片上生長納米棒分級結構膜電極的最高光電流也明顯大于Sb2S3/ZnO納米片電極的最高光電流. 原因可能是納米片上納米棒的生長致使分級結構的比表面積大大增加, 陷光作用增強, 同時光生電子在分級結構中的傳輸通道更多、更直接, 從而獲得更高的光生電流. Sb2S3的作用主要是拓寬光吸收至長波長方向, 對比圖8(a, c)可以發(fā)現(xiàn), 單純的ZnO納米片只在340–430 nm之間的紫外區(qū)域有光電流響應, 沉積上Sb2S3納米粒子后, Sb2S3/ZnO納米片殼核結構在500 nm以上長波長處出現(xiàn)明顯的光電流響應. 由于二者的光電流是在相同的光強條件下測試所得, 因此圖8(a, c)中Sb2S3/ ZnO納米片殼核結構與單純的ZnO納米片的最高光電流相差不大. 圖8(b, d)同樣如此.

表1 不同光電極雜化太陽電池的特征參數(shù)Table1 Photovoltaic properties of hybrid solar cells based on different photoeletrodes

圖10 不同光電極雜化太陽電池的J-V曲線Fig.10 J-V curves for hybrid solar cells based on different photoelectrodes

Sb2S3納米粒子之所以能夠敏化ZnO是由Sb2S3和ZnO的能級結構決定的, Sb2S3和ZnO的能級位置23,26如圖9所示, 利用Sb2S3納米粒子對ZnO進行敏化, 即將窄禁帶半導體包覆在另一種寬禁帶半導體上, 可以利用窄禁帶半導體材料在吸光范圍上的優(yōu)勢增加殼核結構的吸收波長范圍, 同時構成的殼核式結構會形成一種梯度能級結構,27能夠迅速將電子或空穴分離并傳輸?shù)綒ず私Y構的不同區(qū)域, 減少電子、空穴的復合, 進而極大增加光捕獲能力和吸收效果.

太陽電池的能量轉換效率可由下式求得28

其中, Is為光源的入射光強, Jsc為短路電流密度, Voc為開路光電壓, A為電極的受光面積, FF為填充因子.導電玻璃的透光率T為86%, 因此, 太陽電池的能量轉換效率應為η, 見表1.

圖10為不同光電極雜化太陽電池的J-V曲線,其對應的特征參數(shù)列于表1中. 由圖表數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn), 基于單純的ZnO納米片和ZnO微納分級結構光電極的雜化太陽電池(Device A、Device B)的效率還很低, 這是由于P3HT的最低未占據(jù)分子軌道能級(LUMO)29與ZnO的導帶能級不匹配, 如圖9所示, 光生電荷分離效率過低導致的. Sb2S3的能級位置和ZnO的能級位置匹配, 有利于光生電荷的分離和傳輸. 同時, p型P3HT與n型Sb2S3的界面處形成了p-n異質結, 促進了電極中光生電荷的有效分離. 因此, P3HT/Sb2S3/ZnO復合結構雜化太陽電池的效率得到了大幅提升. 然而, P3HT/Sb2S3/ZnO微納分級結構雜化太陽電池0.81%的最高效率還比較低, 這可能與電池制備工藝過程中未完全做到無水無氧有關, 同時, P3HT的旋涂厚度、對電極上Au膜的厚度以及對電極與光活性層的接觸界面情況都會對電池的性能產生影響, 這些因素加以優(yōu)化后, 電池的能量轉換效率還可得到進一步提高.

4 結 論

采用電化學沉積法在ITO導電玻璃上制備了ZnO納米片和ZnO納米片上生長納米棒微納分級結構, 利用化學浴沉積法在ZnO納米片和ZnO微納分級結構上沉積Sb2S3納米粒子制備了Sb2S3/ZnO納米片殼核結構和Sb2S3/ZnO微納分級殼核結構. 光電化學測試表明, Sb2S3/ZnO納米片上生長納米棒分級殼核結構的光電流明顯高于Sb2S3/ZnO納米片殼核結構. 基于ZnO微納分級結構構筑的雜化太陽電池的光電性能明顯優(yōu)于由單純的ZnO納米片構筑的雜化太陽電池, 由P3HT/Sb2S3/ZnO微納分級結構電極組成的雜化太陽電池的效率達到了0.81%.

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Photoelectrochemical Properties of Hierarchical ZnO Nanosheets Micro-Nanostructure Modified with Sb2S3Nanoparticles

HAO Yan-Zhong1,2,*GUO Zhi-Min1SUN Bao2PEI Juan2WANG Shang-Xin2LI Ying-Pin2
(1College of Chemical and Pharmaceutical Engineering, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang 050018, P. R. China;2College of Science, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang 050018, P. R. China)

We fabricated highly ordered ZnO nanosheet arrays on ITO substrates by adding KCl and ethylenediamine(EDA) through potentiostatic deposition, then produced a hierarchical structure of ZnO nanorods on the nanosheets by using secondary electrodeposition. Shell-core Sb2S3/ZnO nanostructures were prepared from ZnO nanosheets and ZnO nanorods on nanosheets by chemical bath deposition. The nanostructures were characterized using scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD), and their photoelectrochemical properties were investigated using ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis) and photocurrent measurements. The shell-core Sb2S3/ZnO based on the hierarchical micronanostructure had higher photocurrent than did the shell-core Sb2S3/ZnO nanosheets. A hybrid solar cell was fabricated with a P3HT/Sb2S3/ZnO film as the photoactive layer. The P3HT/Sb2S3/ZnO hierarchical electrode exhibited an energy conversion efficiency as high as 0.81%.

Sb2S3nanoparticle; ZnO nanosheet; Hierarchical ZnO micro-nanostructure of nanorods on nanosheets; Shell-core structure; Hybrid solar cell

O649

10.3866/PKU.WHXB201509151

Received: April 8, 2015; Revised: September 15, 2015; Published on Web: September 15, 2015.

*Corresponding author. Email: yzhao@hebust.edu.cn; Tel: +86-311-81669957.

The project was supported by the National Natural Science Foundation of China (21173065) and Natural Science Foundation of Hebei Province,

China (B2014208062, B2014208066, B2010000856).

國家自然科學基金(21173065)和河北省自然科學基金(B2014208062, B2014208066, B2010000856)資助項目

?Editorial office of Acta Physico-Chimica Sinica