真空蒸发法制备CdS薄膜及其性能研究

用真空蒸发法制备了CdS薄膜,用扫描电镜、X射线衍射仪、紫外-可见光分光光度计、四探针对薄膜的形貌、结构、光电性能进行分析测试.研究结果表明,不同基片温度下所制备的CdS薄膜主要为六方相,CdS薄膜在(002)晶面有高度的择优取向;不同基片温度下的薄膜对可见光的透光率都超过70%;薄膜的电阻率随基片温度的升高而增大;基片温度为50℃时薄膜的Eg为2.41 eV;在200℃退火处理改善了CdS薄膜的质量,结晶度提高,电阻率降低,晶粒尺寸增大;基片温度为50℃时薄膜在200℃退火后的电阻率为255Ω.cm.     

CdS多晶薄膜的制备及其性能

采用化学水浴法(CBD)及85~65℃的高低温工艺模式,在醋酸镉体系中制备大面积硫化镉CdS多晶薄膜,经X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和紫外-可见分光光度计(UV-VIS)等测试表征CdS多晶薄膜结构、形貌及光学性质。结果表明:CdS在85℃条件下快速成核,再逐渐降温至65℃慢速生长,可使大面积CdS多晶薄膜的粒径较大(约60 nm)、均匀性较好、致密度较高。通过优化85℃到65℃的高低温生长工艺,降温速率为2℃/min的条件下制备出厚度约50 nm的超薄CdS多晶薄膜,经氮气气氛400℃退火处理后,CdS晶粒长大,透过率降低,禁带宽度变窄。     

CdS薄膜/p-Si异质结的制备及其光伏性能研究

采用喷雾热解法在p型单晶硅(Si)上制备了硫化镉(CdS)薄膜,分支结构的金属Au作为正电极、金属铟作为背电极构成CdS薄膜/Si异质结光电器件.采用X-射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)对样品的晶体微结构及表面形貌进行表征,并通过紫外可见光谱研究CdS薄膜的光学吸收性能.最后,通过数字源表Keithley24...     

二步法制备CeO_2纳米涂层

研究发现一步法制备CeO2涂层保护层的表面存在裂纹和孔洞,为了提高薄膜的表面质量,采用二步法制备CeO2纳米涂层,用XRD和SEM研究了制备的薄膜,确定制备的参数,试验结果表明,二步法能够得到表面质量高的CeO2薄膜涂层。     

磁控反应溅射直接生长绒面H化Ga掺杂ZnO-TCO薄膜及其特性研究

采用直流磁控溅射技术,在玻璃衬底上直接生长出了具有绒面结构的H化Ga掺杂ZnO(HGZO)薄膜。研究了H2流量对薄膜结构、表面形貌及光电特性的影响。实验表明,在溅射过程中引入H2明显改善HGZO薄膜电学性能,并且能够直接获得具有绒面结构的薄膜。在H2流量为2.0sccm时,所制备的HGZO薄膜具有特征尺寸约200nm的类金字塔状表面形貌,同时薄膜方阻为4.8Ω,电阻率达到8.77×10-4Ω.cm。H2的引入可以明显改善薄膜短波区域的光学透过,生长获得的HGZO薄膜可见光区域平均透过率优于85%,近红外区域波长到1 100nm时仍可达80%。为了进一步提高薄膜光散射能力和光学透过率,根据不同H2流量下HGZO薄膜性能的优点,提出了梯度H2技术生长HGZO薄膜;采用梯度H2工艺生长获得的HGZO薄膜长波区域透过率有了一定的提高,薄膜具有弹坑状表面形貌,并且其光散射能力有了明显提高。     

磁控溅射制备CdS/ZnO复合薄膜及其光电性能研究

采用射频磁控溅射两步法制备出CdS/ZnO复合膜,并通过XRD、SEM、AFM、UV-vis、IPCE表征了制备的薄膜。SEM及AFM测试表明,相比于单独的CdS薄膜,CdS/ZnO复合膜的表面形成了更加明显的介孔结构;光电转换效率测试表明,相比单独的CdS薄膜,CdS/ZnO复合膜表现出更高的转换效率,0V(vs. Ag/AgCl)偏压下,IPCE值由36.1%(410nm)增大到66.1%(410nm)。光电转换效率的增加一方面是由介孔表面引起的光吸收增加以及表面活性位增多引起;另一方面,两种半导体的复合形成异质结,异质结的形成促进了光生电子-空穴的分离,提高了薄膜的光电转换效率。     

竖直向上式喷雾热分解法制备ZnO薄膜及衬底温度对其性能的影响

以醋酸锌水溶液为前驱体溶液,使用CQUT USP-Ⅱ型双源超声热解喷涂薄膜制备系统在玻璃衬底上制备得到了温度在350℃到450℃范围内的ZnO薄膜.通过X射线衍射(XRD)和紫外-可见分光光度计测试了薄膜的晶体结构和光学性能,着重考察了衬底温度对ZnO薄膜生长过程及微观结构的影响.结果表明:温度对薄膜质量的影响较大;制备的ZnO薄膜为六角铅锌矿结构,400℃时薄膜结晶性能好,沿c轴择优取向生长;所制备的薄膜在可见光区透过率高达86%以上,在紫外光区吸收强烈;最后,用Tauc关系计算了薄膜温度在350℃到450℃范围内的帯隙能量.     

前处理对CdS敏化TiO2纳晶复合半导体电极光电化学性能的影响

将TiO₂纳晶薄膜在尿素及聚乙二醇（PEG）的混合水溶液中进行前处理，并采用连续离子吸附反应技术制备了具有多孔结构的纳米复合CdS/TiO₂薄膜电极。利用表面分析及光电化学方法研究了前处理对复合电极材料的结构、光学及光电化学性能的影响。结果表明，前处理能有效地提高CdS在TiO₂表面的沉积量，在400～500nm处提高了复合电极材料的光吸收效率。光电化学性能结果表明，前处理对复合电极的光电流及光电压没有产生明显的影响，但有效地提高了太阳能电池填充因子，因此有利于提高太阳能电池的光电转换效率。     

CdS/TiO_2纳米管复合薄膜的制备和可见光吸收性质的研究

采用阳极氧化法在金属钛片上生长Ti02纳米管薄膜,采用化学水浴沉积法制备了纳米尺度的CdS／TiO2复合光催化剂薄膜,采用FESEM,XRD和UV-vis吸收光谱分别研究了薄膜的形貌、结构特征和薄膜的光吸收特性。结果表明复合CdS有利于增强薄膜对可见光的吸收,从而提高了薄膜的光吸收效率。     

水热法制备TiO2-ZnO纳米棒分级结构及其光电性能研究

为了增加光电极光生电子传输通道并提高其光敏剂的负载能力,采用两步水热法制备了一种新颖的TiO_2-ZnO纳米棒分级结构。采用水热法在FTO导电玻璃基底上生长TiO_2纳米棒有序阵列膜,通过浸泡提拉在TiO_2纳米棒上包覆一层ZnO溶胶,经烧结形成ZnO种子层;再次采用水热法于TiO_2纳米棒上生长ZnO纳米棒,形成TiO_2-ZnO纳米棒分级结构,通过旋涂辅助连续离子反应分别在TiO_2纳米棒阵列和TiO_2-ZnO纳米棒分级结构中沉积光敏剂CdS纳米晶,形成CdS/TiO_2纳米棒复合膜和CdS/TiO_2-ZnO纳米分级结构复合膜。利用SEM,TEM,XRD、紫外-可见吸收光谱、瞬态光电流图谱等表征和测试手段,对样品的形貌、结构、光吸收和光电性能进行了表征和测试。结果表明,与单纯的TiO_2纳米棒阵列相比,TiO_2-ZnO分级结构可以沉积更多的CdS光敏剂,CdS/TiO_2-ZnO纳米分级结构复合膜的光吸收性能和瞬态光电流均明显优于CdS/TiO_2纳米复合薄膜。凭借优异的光电性能,TiO_2-ZnO分级结构在太阳电池光阳极材料中具有很好的应用前景。     

CdS/TiO2复合纳米管制备和光催化性能的研究

采用阳极氧化法在纯钛箔上制备TiO2纳米管,再通过连续离子层沉积法在TiO2纳米管上沉积CdS粒子,沉积3层CdS后,进行退火处理,退火后再沉积3层CdS.利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱对纳米管的形貌、物相结构和元素价态等特性进行分析.结果表明:经阳极氧化法制备的TiO2纳米管为锐钛矿结构,随后沉积的CdS同时出现了立方相与六方相晶格结构,400℃退火可以显著增加立方相CdS的结晶程度;纳米管中CdS粒子的直径均小于5 nm,CdS粒子由一大一小2个纳米粒子组成,大粒子由退火过程形成.光催化实验表明:经过退火处理的CdS/TiO2复合纳米管的可见光光催化能力约是未退火样品的3倍,说明退火处理可以有效提高TiO2可见光光催化能力.     

退火温度对CH3NH3PbI3薄膜结构和性能的影响

采用真空双源共蒸发技术制备了CH_3NH_3PbI_3薄膜,研究了退火温度对CH_3NH_3PbI_3薄膜结构和性能的影响。利用XRD、原子力显微镜、紫外—可见—近红外分光光度计和霍尔效应仪研究了CH_3NH_3PbI_3薄膜的微观结构和光电性能。研究结果表明:合适的退火温度(95℃)有助于薄膜结晶度的提高,利于晶粒长大,使得晶界减少,界面处缺陷度较低,带电粒子迁移率提高。退火温度超过100℃时,薄膜热稳定性急聚下降,使CH_3NH_3PbI_3分解,部分I-以CH3NH3I的形式挥发,产生大量过剩Pb I2相,导致薄膜载流子浓度降低,导电性能下降。退火后的薄膜在可见光区域内吸收系数提高。退火温度为95℃时,薄膜禁带宽度1.66 e V最小,最接近理论值1.55 e V。     

化学沉积法制备CdS纳米薄膜及成膜机理

分别以Cd(NO_{3)2和(NH2)2CS作为镉源和硫源, 用化学沉积法(CBD)在ITO玻璃上生长CdS半导体纳米薄膜. 考察了Cd^{２＋浓度、 沉积温度、 沉积时间和后处理温度对CdS成膜的影响. 紫外 可见吸收谱和原子力显微镜结果表明, 改变溶液浓度和后处理温度都能有效调节CdS的吸收带边, 得到均一致密的CdS纳米薄膜. 探讨了膜形成机理, 给出了成核过程模型, 进一步修正了传统成膜机制. 认为ITO玻璃基片表面活性位和晶核的形成是均一致密CdS纳米膜形成的关键. 晶核的形成是电学、 热学、 力学和化学等因素共同作用的结果.}}     

化学水浴法合成CdS粉末的黄光发射特性

利用化学水浴法,在80℃合成了CdS．在氩气氛下,500℃下退火1h,得到六方相的CdS．对吸收光谱的分析,得到六方相CdS的平均吸收边为～510nm;Raman测试中发现3个较强的峰,分别是CdS的1LO,2LO和3LO峰;光致发光谱表现出较强的黄光发射,2个较强的峰分别起源于CdS的带隙发射和表面态发射．这种CdS粉末可以被用作黄光LED的光转换层．     

具有纳米多孔结构的WO3薄膜的制备

研究了阶跃加压阳极氧化法在金属钨基底上制备具有多层纳米孔结构形貌的WO3薄膜的工艺,主要研究了阳极氧化条件对生成纳米孔结构的影响及热处理制度对样品形貌和结构的影响.结果表明:在60V电压和20℃反应温度条件下,在含质量分数为005%NH4F的电解液中阳极氧化20min得到的样品表面,具有形貌规则的自组装纳米多层网孔结构,且排列紧密.此外,将阳极氧化制得的样品以5℃/min的速率升温至450℃并保温3h,可使生成的无定形氧化钨薄膜在保持多孔结构形貌基本不变的条件下晶化.     

LSS体系合成CdS半导体量子点

用LSS体系制得了CdS半导体量子点,采用X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段对产物进行了表征.以油酸和乙醇为液相(L),油酸钠为固相(S),乙醇和含Cd2+的水溶液为溶液相(S),构成LSS体系.体系中以硫化钠为硫源在180 ℃恒温4 h,在L-S相界面处形成CdS量子点.制得的量子点具有良好的形貌,外形规则,为立方晶系结构,直径大约为4 nm.对CdS量子点的紫外-可见吸收光谱和荧光光谱进行了分析.     

纯Ti(BH_4)_3·5NH_3的制备及储氢性能

氨合硼氢化钛是一类放氢温度适宜的高容量储氢材料,但已报道的通过球磨法制备的氨合硼氢化钛通常含有质量分数42%以上的LiCl杂质,降低了体系总含氢量的同时也为氨合硼氢化钛本征放氢性能的表征带来了困难.因此,纯氨合硼氢化钛的制备和性能表征十分必要.本文以钛酸四异丙酯、乙硼烷、四氢呋喃和NH_3为初始原料,通过先制备前驱体Ti(BH_4)_3·2THF,然后再氨化的二步反应首次成功合成纯Ti(BH_4)_3·5NH_3,并对前驱体和氨合硼氢化钛的组成、结构和放氢性能进行系统地研究.结果表明,前驱体Ti(BH_4)_3·2THF属于斜方晶系,Pbcn空间群,且在室温下能稳定存在,是制备氨合硼氢化钛的良好前驱体;纯Ti(BH_4)_3·5NH_3具有良好的放氢性能,于75℃开始放氢,至200℃释放质量分数约10%的氢气.     

CdS修饰低密度TiO2纳米棒阵列复合膜的制备及光电性能

为了提高CdS光敏层在TiO₂一维纳米棒阵列中的填充率,在TiO₂种子层的基础上,采用水热法于FTO导电玻璃表面生长了棒长较短、棒间距较大的低密度TiO₂一维纳米棒阵列膜,通过化学浴沉积在TiO₂纳米棒表面包覆CdS种子层,以此为基底采用水热法于TiO₂一维纳米阵列中生长CdS光敏层。采用SEM,XRD及紫外-可见吸收光谱对不同CdS水热生长时间的TiO₂/CdS复合膜结构进行了表征,并对其光电性能进行了研究。结果表明,低密度TiO₂纳米棒阵列有利于CdS生长液在阵列中渗入形成完全包覆的CdS种子层,CdS光敏层通过水热过程在整个TiO₂纳米棒表面均匀生长,逐渐形成CdS对TiO₂纳米棒阵列的完全填充和包覆,并在阵列顶端形成由CdS纳米短棒组成的花状修饰层;CdS的修饰将TiO₂一维纳米阵列膜的光吸收拓展至可见光区,水热生长7 h所得到的TiO₂/CdS复合膜具有最高光电流。所制备的CdS修饰低密度TiO₂纳米棒复合膜在太阳电池器件中具有很好的应用前景。