原位刻蚀法制备TiO2纳米线阳极薄膜

采用水热法在FTO基板上制备Ti O2纳米线阵列,在此基础上,通过水热法采用HCl对该薄膜进行原位刻蚀。XRD结果表明刻蚀过程并未影响Ti O2纳米线阵列薄膜的结晶性。SEM结果表明刻蚀过程能有效降低纳米线之间的团聚程度,从而保证薄膜具有较大的比表面积。染料的吸附-脱附结果也表明,刻蚀后纳米线薄膜的染料负载能力提高了1倍,将制备的Ti O2纳米线阵列薄膜作为染料敏化太阳电池的光阳极进行光电性能研究,发现使用经过刻蚀处理光阳极的太阳电池比采用未刻蚀处理的光阳极薄膜的电池光电转换效率提高了6倍。     

水热法制备TiO2纳米晶胶体及其在DSSC电池中的应用

采用钛酸异丙酯作前驱体，利用水热法制备了TiO2纳米溶胶溶液。以此制备了染料敏化太阳能电池的光阳极并组装电池。对产物采用激光粒度仪（HPPS）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等进行表征。XRD显示了TiO2纳米颗粒为纯锐钛矿结构，SEM观察薄膜电极呈多孔结构。表征电池的光电化学性能，所制备的TiO2纳米晶薄膜的光电转换效率达到3．03％。     

前驱膜Al含量对铜铟铝硒薄膜成分和结构的影响

采用中频交流磁控溅射方法制备了CIA前驱膜,并采用固态硒化法进行处理,获得了CLAS吸收层薄膜.采用SEM和XRD观察和分析了薄膜的成分、组织结构和表而形貌.着重分析了CIA前驱膜中的Al含量对CIAS吸收层薄膜成分、品体结构的影响.结果表明,通过调节CIA前驱膜的Al含量可制备得到Cu/(In+Al)原子比接近1,且Al(In+Al)比例可调的成分分布均匀的CLAS薄膜.CIAS薄膜由Cu(In1-x Alx)Se2固溶体相组成,Al主要是以替代In的固溶形式存在.     

生物柴油催化剂—CaO/ZnO固体碱的制备和表征

用浸渍法制备(CH3COO)2Ca/Zn O,再高温焙烧制得Ca O/Zn O催化剂。利用正交试验得到的制备Ca O/Zn O的优化条件为:浸渍液质量分数0.25、焙烧温度1023 K、焙烧时间2 h。在醇/油物质的量之比9∶1、催化剂用量4%(催化剂/油质量比)、反应温度338 K、反应时间5 h的条件下,蓖麻油转化率平均可达98.5%。采用Hammett指示剂法、TG-DTG、XRD及SEM对(CH3COO)2Ca/Zn O及Ca O/Zn O进行表征。结果表明:Ca O/Zn O碱强度(H-)在7.2~11.2之间,(CH3COO)2Ca/Zn O有两个明显的失重峰;Ca O/Zn O的骨架结构为Zn O晶体,Ca O在Zn O表面呈无定形高度分散状态;Ca O/Zn O催化剂呈不规则微米级孔状结构。     

KCl浓度对电沉积ZnO量子点敏化太阳能电池光电性能的影响

文章采用恒电位沉积法在导电玻璃上制备了ZnO薄膜,研究了沉积液中KCl浓度对ZnO薄膜结构的影响,将制备的ZnO薄膜应用于量子点敏化太阳能电池(QDSCs)的光阳极,而后分析了该太阳能电池的光电转换效率。文章还利用X射线衍射(XRD),以及扫描电子显微镜(SEM),表征ZnO薄膜的结构和形貌,以紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)表征量子点敏化前后光阳极的光吸收特性,利用电化学工作站测试不同形貌ZnO-CdS太阳能电池的光电转换特性。分析结果表明:当KCl浓度为0.075 mol/L时,ZnO薄膜呈现出均匀多孔的纳米片结构,以该ZnO薄膜为光阳极的QDSC的开路电压为0.35 V,短路电流密度为3.17 mA/cm~2,光电转换效率为0.36%;与未添加KCl的ZnO薄膜相比,多孔片状ZnO薄膜的活性位点能够与电解液充分接触,这样提高了光阳极内光生电子的注入效率,从而使太阳能电池具有更高的的光电转换效率。     

甲烷化学链重整制备合成气技术中的钙钛矿型载氧体制备及动力学特性

采用燃烧法、微乳液法、共沉淀法和溶胶-凝胶法4种方法制备钙钛矿型氧化物La Fe O3作为载氧体用于甲烷化学链重整制备合成气过程,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、H2程序升温还原(H2-TPR)、比表面积分析(BET)等技术对载氧体进行表征,在固定床反应装置上考察4种方法制备的La Fe O3与甲烷的反应性能,寻求适用于甲烷化学链重整过程载氧体的最佳制备方法,然后通过H2-TPR的多速率升温过程探讨La Fe O3的还原动力学。结果表明,4种方法制备得到的载氧体均形成钙钛矿结构,溶胶-凝胶法和燃烧法制备的La Fe O3纯度和结晶度均更好,无杂相生成;从CH4转化率、n(H2)/n(CO)、CO和H2选择性等方面综合考虑,燃烧法制备得到的载氧体反应性能最好,用于甲烷化学链重整制备合成气的生成效果最好。H2-TPR的动力学计算表明,La Fe O3载氧体的低温吸附氧还原活化能为97.001 k J/mol,高温晶格氧还原活化能为30.388 k J/mol。     

溶胶-凝胶法氧化锌薄膜导热性能实验研究

采用溶胶-凝胶法制备氧化锌前驱体溶液,用浸渍提拉法在玻璃纤维上制备厚度分别为39和17 nm的氧化锌薄膜,利用瞬态电热技术测量得到100和200℃退火温度下氧化锌薄膜沿面内方向的导热系数,并对影响结果的因素进行分析。实验结果表明,前驱体溶液浓度增加,氧化锌薄膜导热系数变大,且100℃退火下氧化锌薄膜的导热系数大于200℃退火下导热系数。     

太阳光TiO_2多孔纳米薄膜光催化降解有机磷农药的研究

锐钛矿型 Ti O2 多孔纳米薄膜可以从含聚乙二醇的钛醇盐溶胶前驱体中通过浸渍提拉法制备 ;涂层的形貌如孔的大小和孔的分布可以通过聚乙二醇的加入量来控制 ,当聚乙二醇的加入量为 0— 2 .0 g时 ,孔径大小在 0— 40 0 nm范围内变化。可见光透过光谱分析表明 :随着 Ti O2 薄膜中孔径增大 ,光的散射增强 ,透光率减小 ,该 Ti O2 镀膜玻璃对于紫外线具有吸收作用。有机磷农药水溶液的太阳光催化降解实验表明 :在 Ti O2 薄膜中引入气孔增强了光催化活性 ,孔的大小和薄膜厚度对光解率有显著的影响。当孔径大小为 1 0 0— 2 0 0 nm,镀膜次数为 1 0— 1 5次时 ,Ti O2 薄膜显示光催化效率高。     

化学水浴沉积制备高质量Zn(O,S)薄膜及其性能研究

为获得铜铟镓硒薄膜太阳电池中高质量Zn(O,S)无镉缓冲层薄膜,该研究阐述了柠檬酸三钠作为络合剂制备Zn(O,S)薄膜的成膜机理,系统性研究了该体系下各反应参数对薄膜化学水浴沉积的影响。研究表明,柠檬酸三钠的浓度值显著影响反应类型,异质反应更有利于生成高质量薄膜。同时,柠檬酸三钠与金属离子浓度的比值直接影响成膜质量和成膜速率,适合的pH溶液环境有助于提高Zn(O,S)薄膜沉积的质量。此外,通过工艺参数的优化,获得了电学性能接近传统CdS/CIGS太阳电池的Zn(O,S)/CIGS电池器件。     

Ga、Al共掺杂及单掺杂ZnO基透明导电薄膜的研究

采用溶胶-凝胶旋涂法制备出Ga、Al共掺杂和单掺杂Zn O基透明导电薄膜[Zn O∶(Ga,Al)(GAZO),Zn O∶Al(AZO)和Zn O∶Ga(GZO)],利用XRD、SEM、AFM、四探针电阻率测试仪和可见分光光度计测试技术,分析薄膜的结构、表面形貌和光电性能等。结果表明:薄膜表面光滑,呈六方纤锌矿结构,且沿C轴择优取向;与单掺杂薄膜相比,Ga、Al共掺杂可促进晶体生长,细化晶粒,并在一定范围内提高薄膜的透光率。与纯Zn O薄膜相比,共掺杂和单掺杂薄膜的电阻率均明显降低。     

Al/Ga共掺杂ZnO透明导电薄膜的正交优化

利用正交试验,对溶胶-凝胶法(sol-gel)制备Al/Ga共掺杂Zn O透明导电薄膜(GAZO)的工艺进行优化,研究溶胶浓度、掺杂配比、热处理温度、薄膜厚度等因素对薄膜光电性能的影响规律。分别以薄膜的透光率和电阻率作为评价指标,确定制备GAZO薄膜的最佳工艺参数。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、可见分光光度计和双电测四探针电阻率测试仪分别分析薄膜的结构、表面形貌以及光电性能等。结果表明:Al和Ga的掺入未影响Zn O的晶体结构,也未生成其他杂质氧化物。最佳工艺条件下,薄膜在可见光范围内的透过率为88.458%,电阻率为2.66×10~(-3)Ω·cm。     

Sol-gel法制备共掺杂ZnO∶Al/N/F薄膜的性能研究

采用溶胶-凝胶法在普通载玻片上旋涂制备出Al、N、F三掺杂Zn O薄膜(Zn O∶Al/N/F),分别研究溶胶浓度和掺杂浓度对薄膜结构、表面形貌以及光电性能的影响。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、可见分光光度计、双电测四探针电阻率测试仪进行测试与分析。结果表明:制备出的Zn O∶Al/N/F薄膜致密均匀,平整光滑,为高结晶质量的(002)C轴择优取向;当溶胶浓度为0.75 mol/L、掺杂浓度为0.90at%时,薄膜在可见光范围内(390~780 nm)的平均透过率可达87.9%,掺杂浓度为1.05at%时电阻率最小,为0.23Ω·cm。     

不同粒径ZnO的制备及其光电性能

采用直接化学沉淀法和均匀化学沉淀法分别制备了不同粒径的ZnO粉体,并分别研究了其在染料敏化太阳电池(DSSC)中的光电性能.通过TG,XRD和SEM对粉体的结构和形貌进行了表征.通过将制备的粉体制成DSSC的阳极,对两种方法制得的ZnO粉体的光阳极的紫外,可见吸收光谱进行分析,并测试了不同方法制备的ZnO薄膜组装的DSSC的伏安曲线.结果表明:两种方法制备的ZnO粉体均为纳米晶,均匀沉淀法制备的ZnO粉体比直接沉淀法制备的颗粒粒径更均匀、更大.均匀沉淀法制备的ZnO薄膜组装的DSSC的短路电流(Isc)和转换效率(η)分别为1.99mA/cm2和0.53％,均高于直接沉淀法制备ZnO的Isc=1.17mA/cm2和η=0.36％.     

SOFC阳极原始粉末制备工艺对阳极片微结构和电性能的影响

固体氧化物燃料电池(SOFC)的阳极是燃料氧化反应的场所,是SOFC的重要组成部分.然而具有较好催化活性的Ni-SDC阳极的制备目前普遍采用的是NiO与Ce0.8Sm0.2O1.9(SDC)混合的方法,即外加法,很少有用内加法同时制备出包含有NiO与SDC的NiO-SDC粉体.阳极材料的加工方法有可能会对Ni-SDC阳极性能产生大的影响,很有研究的必要.采用柠檬酸-硝酸盐溶胶-凝胶低温自蔓延燃烧法分别制备了NiO、SDC、NiO-SDC(质量比NiO∶SDC=1∶1)和Co3O4-NiO-SDC(质量比Co3O4∶NiO∶SDC=1∶1∶2)粉末,采用X射线衍射仪(XRD)检测了粉体的成相情况.将单独制备的NiO与SDC粉末按质量比为1∶1制成阳极片a,NiO-SDC粉末和Co3O4-NiO-SDC粉末也分别制成了阳极片b和阳极片c.并采用四端子法测量了其电导率值.分析了电导率与原始粉体制备工艺及阳极片的微结构之间的关系.结果显示,用上述方法合成的粉体成相很好,阳极片的电导率与微结构有极强的联系,微结构则受其原始粉末制备工艺和组成的强烈影响.     

掺杂浓度对AZO薄膜光电性能的影响及其在硅基薄膜太阳电池中的应用

以磁控溅射法制备Zn O∶Al(AZO)薄膜,研究掺杂浓度及衬底温度对AZO薄膜光电性能的影响。在AZO薄膜光电性能研究优化的基础上,以Al含量为1.6%at.(1%wt.)及3.1%at.(2%at.)的AZO薄膜为前电极制备双结硅基薄膜太阳电池。与业界普遍采用的1%wt.AZO薄膜相比,适度重掺杂(2%wt.)的AZO薄膜由于带隙拓宽可以取得更优的透过率,同时电阻率的优化在更低衬底温度下取得,因此,2%wt.AZO薄膜电池不仅可实现AZO薄膜的低温沉积,而且电池具有较高的转换效率。     

电泳法制备纳米TiO2薄膜

通过电泳法在导电玻璃上制备了二氧化钛薄膜,利用SEM及XRD对样品形貌和结构进行了表征.比较了不同分散剂对薄膜制备的影响.将所制备的薄膜用于染料敏化太阳电池的光阳极,得到了较高的开路电压和短路电流.其中以异丙醇做溶剂并加入少量聚乙二醇所制备的二氧化钛薄膜用于染料敏化太阳电池,开路电压达到0.66V,短路电流达到8.14mA/cm2.     

Cu_20/Ti0_2异质结复合薄膜的光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法和磁控溅射技术制备Cu_2O/TiO_2半导体异质结构的光催化复合薄膜。以钛酸丁酯为原料溶胶浸渍提拉制备均匀透明的TiO_2薄膜,以金属Cu为靶源在TiO_2薄膜表面反应溅射p型Cu_2O薄膜,利用SEM、XRD、UV-Vis等分析技术对催化剂进行表征,通过染料的降解实验考查异质结复合薄膜在模拟太阳光下的光催化活性,并对其机理进行探讨。结果表明,TiO_2与Cu_2O复合后形成的异质结薄膜在模拟太阳光下具有较好的光催化活性,异质结复合扩展了催化剂的光响应范围及光响应强度,提高了量子效率,是一种充分利用太阳能的光催化复合薄膜。     

ILGAR法制备CdS薄膜新工艺的研究

采用一种薄膜制备的新方法-离子层气相反应法(ILAR)，以CdCl2为前驱体，H2S为硫源制备了CdS薄膜。利用XRD、SEM、AFM、XPS及UV—VIS透射光谱等测试分析方法对薄膜的晶型、表面化学组成、表面形貌、膜厚增长速度及光学性能进行了研究。实验结果表明：ILGAR法制备的CAS薄膜表面较致密、均匀、附着性好；在0．05MCdCl2前驱体溶液浸渍处理，薄膜以-2．8nm／cycle的恒定速率增长，且薄膜晶体沿立方(111)面具有明显的择优取向生长；400℃热处理1h，发生立方→六方晶型转变，最终为六方与立方混相结构，择优方向转为六方(002)面；薄膜经热处理后在可见光处的吸收峰发生红移，其禁带宽度降低，并且会随着膜厚的增加进一步降低。     

纯铜、纯钴电极和铜钴合金电极在碱性介质中的光电化学研究

用动电位伏安法对纯铜电极、纯钴电极以及含钴量5.1%、9.7%、15%、25%和40%的铜钴合金电极在硼砂—硼酸缓冲溶液(pH8.5)中的光电化学行为进行了研究。纯铜电极、纯钴电极和铜钴合金电极均显示P-型光响应,纯铜电极的光响应来自Cu2O,纯钴电极的光响应主要来自Co3O4,铜钴合金电极的光响应来自Cu2O和Co3O4的共同作用。纯铜电极在阳极氧化过程中存在着Cu的阳极溶解和电极表面生成Cu2O膜的反应,温度升高有利于Cu2O膜的生成,除氧与否影响纯铜电极的成膜反应。纯钴电极电位正向扫描时不显示光响应,负向扫描时显示阴极光电流。铜钴合金电极的光响应随含钴量而变化。     

钙钛矿敏化太阳电池制备工艺的优化研究

近年来,有机金属卤化物钙钛矿太阳电池因制备条件温和、光吸收强、能耗低、光电转化效率高等优点成为备受瞩目的研究热点。本文采用一步法制备钙钛矿材料甲胺碘化铅（CH3NH3PbI3）,并以廉价的聚（3-己基噻吩） （P3HT）为空穴传输材料在大气环境下制备钙钛矿敏化太阳电池。其中,通过调控TiO2浆料与松油醇、乙基纤维素的配比,分别制备具有250 nm、600 nm和1 000 nm三种不同厚度的TiO2纳米颗粒多孔薄膜光阳极,并系统考察钙钛矿前驱体溶液旋涂量对敏化电极结构形貌及光吸收性能的影响。太阳电池光电特性测试结果表明：当TiO2多孔层厚度为600 nm、钙钛矿前驱体溶液的旋涂量为40 μl时,CH3NH3PbI3能够较为完全地覆盖在多孔TiO2的表面,且钙钛矿材料的晶粒尺寸合适,TiO2孔道结构未被堵塞,有利于空穴导体的填充以及空穴的转移与传输,优化后的太阳电池光电转化效率达到5.17%。