拓扑绝缘体Bi2Se3光电性能研究

文章基于分子束外延法(molecular beam epitaxy,MBE)制备高质量的硒化铋(Bi_2Se_3)薄膜,运用反射式高能电子衍射仪(reflection high-energy electron diffraction,RHEED)表征样品的生长质量。在Bi_2Se_3和Ge上将蒸镀铟(In)电极和银(Ag)电极分开,并将其制成肖特基结光电探测器,据此测量了样品在不同波长激光和不同温度下的光响应特性及低温对样品的影响,并通过计算样品的响应度、开关比、探测率等参数分析了拓扑绝缘体在光电探测方面的应用前景。     

用于光电解水的NiNb_2O_6电极的研究

本文通过测量伏安特性、光谱响应研究了被还原的n型NiNb_2O_6半导体单晶电极的光电化学性质。观察到两个吸收带,强者在3.26ev,对应于氧—铌跃迁;弱者在1.75ev,在可见光区,对应于镍—铌跃迂。探讨了阳极暗腐蚀、光腐蚀和水的光电解机理,绘出了NiNb_2O_6的电子能级图和主要的裂解能级。     

硫化铋纳米结构的可控合成及其光催化性能

采用溶剂热法一步合成了三维海胆状Bi_2S_3纳米结构组装体,并通过调节溶剂体系,研究了其由一维结构到三维结构的组装过程。采用X射线衍射和扫描电子显微镜技术研究Bi_2S_3结构与形貌,并使用紫外可见光谱仪表征其光学性质。同时研究了不同形貌的Bi_2S_3样品对亚甲基蓝的降解能力,结果表明三维海胆状Bi_2S_3组装体具有最好的降解能力,降解率为97.4%。     

负压雾化制备透明电导膜

一、引言SnO_2和ITO(Indium—Tin—Oxide)透明导电膜由于具有制造工艺简单、成本低、导电性能好、对可见和近红外光高度透明、对红外光强反射、以及抗蚀性、与其他物体间的良好的粘附性、能与其他半导体形成异质结等一系列的优点,已被用来制造光电器件的透明电极和热镜等.近年来,由于太阳能电池的研究工作广泛开展,透明导电膜的研究更受重视.     

掺杂三氧化二铁多晶压片电极的光电化学特性

用电极反应方法实现水的光电分解,是利用太阳能的一条途经.但这一方法的主要障碍是能量转换效率低.原因之一是目前能用于光解水的大部分半导体材料的禁带宽度大,只能吸收太阳谱带中很小的一部分能量.例如,TiO_2的禁带宽度约为3电子伏,相应吸收波长小于413nm 的光子,其能量只占整个太阳能的3%左右.而一些禁带宽度比较小的半导体材料,如禁带宽度为1.43电子伏的GaAs,光照时,在电解液中易发生腐蚀溶解.寻找既能吸收长波方向的光子,在电解液中又比较稳定的半导体材料,提高能量转换效率,是一项有意义的探索.Fe_2O_3是一种有希望的材料,它的禁带宽度为2.2电子伏,相应吸收光的波长小于564nm,理论上可以利用整个太阳能的25%以上,在pH>4的电解液中是稳定的.自1976年K.L.Hardee 和A.J.Bard 报道了用CVD 法制得氧化铁光敏电极以来,相继又报道了单品α—Fe_2O_3半导体电极,金属热氧化法及压片烧结法等不同的制备方法及材料的光电化学性能.在本文中,我们试就Fe_2O_3 掺TiO_2经压片烧结后获得的电极,测试其光电响应,以期探讨杂质对Fe_2O_3电极的影响.     

石墨烯在光生电荷分离与传输机制中的作用

基于不同质量分数(0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%和2.4%)还原氧化石墨烯(RGO),合成了Cu-_4Bi_4S_9(CBS)与RGO复合体系(CBS-RGO),并制备了Zn_2SnO_4/Cu_4Bi_4S_9(ZTO/CBS)、Zn_2SnO_4/Cu_4Bi_4S_9-RGO(ZTO/CBS-RGO)两类异质结以及体相异质结太阳能电池。对于CBS-RGO,随着RGO质量分数从0.4%增加到1.6%,其光伏响应逐渐增强,当RGO质量分数超过1.6%时,其光伏响应逐渐减弱。表面光电压谱测试结果表明:ZTO/CBS-RGO呈现出优于ZTO/CBS的光伏响应;在正外电场诱导下,ZTO/CBS-RGO仍然具有优于ZTO/CBS的光伏响应。此外,ZTO/CBS和ZTO/CBS-RGO两类体相异质结太阳能电池最高光电转换效率分别为1.2%和2.8%,表明复合RGO可有效提高光生电荷分离效率。     

MOCVD法制备TiO_2薄膜的光电化学性质研究

采用金属有机化学气相沉积 (MOCVD)法制备了TiO2 薄膜 ,测定了TiO2 薄膜的晶体结构 ,以 p -Si为基底电极 ,研究了TiO2 薄膜的光电化学性质 .经TiO2 修饰的p-Si电极 ,开路光电位增加近 2 0倍 ,并表现出很强的稳定性 ,是较理想的光电极材料及光电极修饰材料 .     

WO_3/BiVO_4薄膜光电极构建及光电转化性能

分别用聚合物辅助沉积法和金属有机物分解法制备了WO_3和BiVO_4半导体薄膜电极。利用固体紫外-可见漫反射光谱、电化学阻抗和线性扫描伏安法,对WO_3和BiVO_4半导体薄膜电极的能带结构进行了表征。制备了WO_3/BiVO_4异质结复合光电极,并通过扫描电子显微镜、X射线衍射和X射线光电子能谱,对该复合光电极的断面形貌、晶型结构和物质组成进行了分析。最后,对WO_3/BiVO_4复合光电极的光电转化性能进行了研究。研究结果表明:均为单斜晶型的WO_3和BiVO_4之间形成了膜厚约为450 nm的II型异质结;在施加相对于可逆氢电极1.23 V的电势时,WO_3/BiVO_4光电极的光电流密度可以达到1.926 m A/cm~2,表现出了良好的光电转化性能。     

聚苯胺修饰电极的研究

讨论了用电化学聚合法在铂、玻碳以及在p 型和n 型外延硅电极上生成聚苯胺膜的条件、膜的电活性与其变色性之间的关系。在有铂溅射薄层的n~+/p—Si光阳极上、膜的附着性较牢固、它使光阳极的稳定性得到改进。     

碱性锌系列二次电池中无汞多孔锌电极

研究添加少量Bi_2O_3、乙炔黑(AB)对多孔锌电极在碱性溶液中的阳极行为,电结晶形态及自放电速率的影响,得出采用复合添加剂对改善锌电极的性能具有显著的效果,在电流密度为100～400mA/cm~2下,放电性能优于含HgO锌电极,且适于在强电流密度放电,同时,用微电极技术研究,发现添加Bi_2O_3可提高成核速率,改变沉积形态,实验表明,添加Bi_2O_3可减少电极的变形,提高循环寿命;能有效地减缓电极的钝化,防止单电池的反极现象并可抑制因添加AB而引起析氢速率加快的作用。因此,对二次电池特别储备电池具有明显优点和实用价值。     

硫化铋量子点的制备及其发光性能

Bi_2S_3是环境友好的绿色材料.使用11-巯基十一烷酸作为形貌剂合成发光性能稳定的硫化铋量子点,其最大发射波长位于500 nm处,在空气中保存6个月以上发光性能保持不变.在合成过程中,硫代乙酰胺水解产生的S~(2-)与乙酰丙酮配体的交换机理起到控制硫化铋成核速度的作用,并对Bi_2S_3晶核的形成有定向作用. 11-巯基十一烷酸的巯基S原子与Bi_2S_3量子点表面的Bi~(3+)离子以Bi-S方式形成疏水层,使之能够稳定存在,同时作为长链配体,可防止Bi_2S_3量子点粒子之间发生团聚现象.     

氧扩散电极与Ti/SnO2-Sb2O4电极协同降解水中苯酚

采用热压法制备多孔氧扩散电极，采用热解法制备Ti／SnO2-Sb2O4电极，并将两电极应用于光电催化降解水中苯酚的研究中。通过BET测试、X射线衍射（XRD）分析及扫描电镜分析（SEM）对电极进行了表征。考察了相同操作条件下吸附、光催化、电催化、光电催化等过程对苯酚降解效果的影响。结果表明：氧扩散电极的比表面积较大，主要晶相为石墨、Mn3O4，电极表面和内部的物料混合及气孔分布比较均匀；Ti／SnO2—Sb2O4电极的主要晶相是SnO2和Sb2O4，钛基表面的二氧化锡是四方相的金红石结构；在降解水中苯酚的过程中，氧扩散电-N-与Ti／SnO2-Sb2O4光阳极能产生良好的光电协同效应。     

多晶n—CdSe_xTe_(1-x)光电极的制备及其光电化学行为的研究

本文采用恒电位共沉积法制备CdSe_xT_(1-x)固溶体光电极,探讨了影响电沉积和热处理的各项因素。在所选定的条件下制成的固溶体光阳极为n型,成分x=0.66,禁带宽度E_9=1.56eV,平带电位■fb=1.38V(_(v·s·)SCE),电极经修饰后,其PEC电池的光电转换效率达5.1%。     

薄膜太阳能电池前背电极制备工艺的研究

通过高温工艺或退火工艺均能在合适的条件下获得性能良好的ITO透明导电薄膜,但通过扫描电镜(SEM) 发现这两种制备方式所得样品具有很大的表面形貌差异.在薄膜电池前电极的制备过程中为了增强其陷光作用应采用直接制备的方法,而为了增强Al背电极的光反射作用,背部的透明导电膜应采用在合适温度下的退火工艺.     

涂敷n型TiO_2光阳极的研究

研究了在Ti基片上,涂敷Ti(OC_4H_9)_4+C_4H_9OH溶液,在Ar气氛中,700℃处理一小时,所制得的n型多晶TiO_2半导体电极的光电化学性质。用X—射线分析Ti基片上的TiO_2,为金红石结构,并指出Ti基片对形成金红石型TiO_2结构,有明显的效应。试验测定了,开路时n型TiO_2电极光电位随溶液pH的变化,斜率为△φ/△pH?-60mV。并用周期电位扫描方法,研究了在光照及未光照条件下,n型TiO_2电极的i—φ曲线,结果指出水的光分介电压向负方向移动了1.0V以上。     

用电子能谱研究n~+/p结太阳能电池减反膜ITO

优质氧化铟、氧化锡及铟锡氧化物(ITO)等透明导电膜的制备和研究对于改善光电器件中薄膜的减反射特性和信噪比都有重要的现实意义,它独特的光电特性使其在电子工业特别是半导体光电器件应用上有着特别重要的地位.例如在太阳能电池中,具有良好的光减反射特性的氧化铟膜已成为电池的一个重要组成部分.用ITO于浇铸多晶硅的n~+/p电池上作减反射膜已取得了较好的效果.ITO用于光电器件的效果直接与ITO薄膜的性能有关,搞清工艺对薄膜性能的影响,从而寻找合适的工艺条件是非常重要的.透明导电膜的制备工艺有电阻加热蒸发、溅射、化学汽相淀积以及离子镀等,其中以电阻加热蒸发方法最为方便和经济,缺点是蒸发时氧化物易受热分解放氧形成多种低价氧化物     

改性钛酸锶陶瓷电容器

采用溶胶凝胶法在一定条件下合成组成为0．91SrTiO_3＋0．09（Bi_2O_3·3TiO_2）的高纯、超细陶瓷粉料。该粉料添加PbO．Li_2O,Cs_2O等物质．可制成高质量改性SrTiO_3电容器材料。用此法制备的电容器材料可大大地降低合成温度，经改性后可使其烧结温度展宽，并具有较为理想的介电常数和介电损牦。     

NF@Ni3S2超级电容器电极材料的性能研究

采用泡沫镍作为镍源和电流收集体,通过水热法合成了NF@Ni_3S_2复合电极材料.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X光电子能谱(XPS)、比表面积和电化学表征对电极材料进行分析和表征.研究结果表明,合成的NF@Ni_3S_2复合电极展示了较高的电化学性能.独特松树状三维结构具有较高的比表面积,能与电解液充分接触,OH~-离子能够快速进入电极内部,有效地提升电极/电解质界面氧化还原反应和电子传输速度.NF@Ni_3S_2电极材料具有较高的面积比电容,在电流密度为1 A·cm~(-2)时的电容为1 441.90 mF·cm~(-2).     

一步水热法制备Ni3S2纳米空心球及其在超级电容器中的应用

将四水合醋酸镍和L-半胱氨酸分别作为镍源和硫源,采用一步水热法成功制备出了Ni_3S_2纳米空心球材料.分别利用X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜以及透射电子显微镜等仪器分析材料的形貌、组分和物相结构.结果表明:制备出的Ni_3S_2为尺寸均一的空心球,直径约300 nm,且具有良好的分散性.将制备出的Ni_3S_2压在泡沫镍上制成电极,研究其超级电容器的性能,结果显示:Ni_3S_2纳米空心球具有优良的倍率性能和循环性能,这归因于材料优异的稳定性和特定的空心球状结构,不仅为电极反应提供了丰富的活性位点,还有效缩短了电子以及离子的扩散路径.     

Bi2O3/电气石复合催化剂的制备及其光催化性能

以电气石为载体,采用化学沉淀法制备Bi_2O_3/电气石复合光催化材料。通过XRD、SEM、UV-Vis等方法对制备的复合型催化剂进行了表征,并在可见光照射下对催化剂的光催化活性进行了测试。结果表明:复合型催化剂扩展其光响应范围,且复合后的Bi_2O_3比纯的Bi_2O_3比表面积更大,在处理酸性红B实验中表现出良好的可见光催化活性。实验发现复合物含5%电气石的制备比例就可以显著提升Bi_2O_3降解有机物活性,60 min时降解率达到97.32%,明显优于单纯Bi_2O_389.77%降解率,提高了光催化剂的降解效率。