电化学Fe掺杂增强FTO薄膜的可见光光电化学性能

通过在Fe SO4溶液中将FTO(F掺杂SnO_2)导电玻璃电化学阴极极化,随后在500°C空气中热氧化,制备出对可见光有响应的Fe掺杂FTO薄膜。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)表征了薄膜的形貌、结构和表面特性。在可见光下测试了薄膜在1.0 mol/L NaOH溶液中零偏压下的光电流-时间曲线。结果显示,电化学修饰后的FTO薄膜表面呈纳米多孔形貌,薄膜中有1%(原子分数)左右的Fe元素掺杂且存在正交结构SnO_2和四方结构SnO_2两种物相。Fe掺杂FTO的光电流密度为0.5μA/cm~2,比无Fe掺杂的FTO薄膜(0.019μA/cm~2)显著增强。     

降低紫外及近红外透过率钠钙玻璃制备与性能研究

本文采用本体掺杂结合纳米镀膜的方法,在保证一定可见光透过率的前提下,首先在钠钙硅玻璃体系中掺入稀土与金属氧化物,熔制紫外及近红外强吸收的玻璃基片,研究CeO_2、TiO_2、Fe_2O_3和SnO掺杂量对玻璃的紫外和近红外透过率的影响;然后,在此基片表面镀制纳米级F…SnO_2薄膜,探索不同镀膜工艺参数下,玻璃光学、电学及表面微观结构等性能的相互影响。通过不断尝试和调整工艺参数,最终制得紫外线透过率≤5%,近红外线透过率≤20%的基片,并且保持了较好的可见光透过率。     

水对常压CVD法制备SnO_2:F透明导电薄膜雾度的影响

为制备高雾度、高透过和高导电透明导电薄膜玻璃,采用常压CVD法在硼硅玻璃基板上分别以单丁基三氯化锡(MBTC)为前驱物、三氟乙酸(TFA)为掺杂剂、去离子水为催化剂,制备了Sn O_2:F透明导电薄膜。研究了不同水用量对薄膜雾度的影响,并分析影响雾度变化的机理。结果表明:通过调节水的用量可实现高雾度、高透过和高导电薄膜的生成。随着水用量的增加,薄膜平均晶粒尺寸、结晶度和雾度先增大后减小;当水用量为MBTC摩尔量的1.5倍时,制备出雾度为14.3%、可见光透过率为76.8%、方块电阻为3.2?/□的薄膜。水的加入和用量的调节有效的解决了雾度和透过率之间相互影响的难题。     

掺杂对二氧化锡薄膜光电性能的影响

二氧化锡(SnO_2)是一种重要的透明导电金属氧化物半导体材料,掺杂可使其光电性能得到显著改善,拓展其应用领域。分析了SnO_2薄膜的导电机制、载流子散射机理及近年来国内外学者对不同类型掺杂的SnO_2薄膜的研究。掺杂引入的缺陷能级增加了载流子浓度,提高了薄膜的导电性。杂质离子散射和晶界散射是影响薄膜载流子迁移率的主要散射机制。光电性能严重依赖于掺杂元素的种类及掺杂量,多元共掺杂是极具发展潜力的方法。     

射频反应磁控溅射制备的SnO_2及SnO_2:F薄膜结构与透明导电性能

以Sn和Sn+SnF_2为靶材,采用射频(RF)反应磁控溅射法在150℃不同O_2流量下制备了厚度约为300 nm的SnO_2和SnO_2:F薄膜。通过X射线衍射、Hall效应测试系统和紫外–可见分光光度计研究了两种薄膜的结构和透明导电性能。结果表明:随O_2流量增加,SnO_2薄膜由非晶变为多晶,择优取向从(101)面过渡到(211)面,薄膜电阻先减小后增大,平均透光率逐渐上升。随O_2流量增加,SnO_2:F薄膜结构与透明导电性能的变化规律与SnO_2薄膜类似,SnO_2:F薄膜的择优取向依次为(002)、(101)和(211)面,由于F掺杂,SnO_2:F薄膜的载流子浓度和迁移率明显增加,电阻率降低,同时平均透过率有所提高。目前,在合适的O_2流量下,SnO_2:F薄膜可达到的最低电阻率为4.16×10~(–3) ?·cm,同时其平均透光率为86.5%。     

紫外红外强吸收钠硼硅玻璃的制备与研究

采用高温熔融法,在钠硼硅玻璃体系中掺入稀土与金属氧化物制备了紫外红外强吸收的节能环保玻璃,并研究了不同稀土与金属氧化物掺杂量对玻璃光学、热学及结构等性能的影响。研究表明:在保证一定可见光透过率的前提下,通过调节稀土与金属氧化物的量可提高紫外红外吸收:随着CeO_2和TiO_2共掺杂量增加,玻璃的紫外透过率随着掺杂量增加而明显下降,而近红外透过率却上升;随着Fe_2O_3和SnO_2共掺杂量增加,玻璃的紫外、可见光和近红外透过率随着掺杂量增加而明显下降;当CeO_2、TiO_2、Fe_2O_3和SnO_2掺杂质量百分数分别约为0.6%、1%、0.6%和1%时,紫外平均透过率Tuv≤5%,近红外平均透过率Tir≤20%;同时,此钠硼硅玻璃热学和机械性能等较好于普通钠钙硅玻璃。     

喷雾热分解法制备掺杂SnO2电热薄膜及其电热性能

以SnCl4·5H2O,SbCl3和ZnO为原料,采用喷雾热分解法在石英和陶瓷基材上制得了阻温特性良好的掺杂的SnO2导电发热薄膜.用X射线衍射,扫描电镜对薄膜进行了结构表征.研究了Sb,Zn的不同掺杂浓度及热处理温度对薄膜电阻特性的影响.实验结果表明当三氯化锑和氧化锌掺量摩尔分数分别为8.2%和17%时,薄膜的方阻R□为32Ω/□.     

喷雾热解法制备SnO2:Sb透明导电薄膜

采用喷雾热解技术制备出了光电性能优良的SnO_2:Sb透明导电薄膜,对薄膜的结构特性、光电性质以及制备条件对薄膜性能的影响进行了研究。并进一步研究了喷雾热解法中薄膜的形成过程和工艺参数对薄膜微观结构和性能的影响。实验结果表明:在Sb掺杂量为11％(摩尔分数)和基板温度为500℃的条件下,SnO_2:Sb薄膜具有最佳的光电性能,平均可见光透过率为82％,方块电阻达13.4Ω/□,电阻率为4.9×10~(-4)Ω·cm。     

Al/SnO_2/FTO结构双极型电阻开关的制备及其性质研究

通过溶胶凝胶的方法,在FTO衬底上制备得到SnO_2薄膜,并对SnO_2薄膜的晶体结构以及荧光光谱(PL)进行了研究。XRD结果显示SnO_2薄膜为多晶结构,荧光光谱结果表明SnO_2薄膜存在氧空位以及氧填隙等缺陷。通过直流磁控溅射在SnO_2薄膜上面溅射Al作为顶电极,并对Al/SnO_2/FTO结构进行了电阻开关性质研究,测试结果表明器件具有双极型电阻开关性质和良好的阻态保持特性。对器件的电流-电压曲线特征进行了研究,认为SnO_2薄膜内氧离子(氧空位)在电场作用下发生迁移,在Al/SnO_2界面发生氧化还原反应是引起Al/SnO_2/FTO电阻状态改变的原因。     

利用溶胶-凝胶法制备SnO_2:P透明导电薄膜的研究

用溶胶-凝胶法制备SnO_2:P透明导电薄膜;探讨P掺杂量、热处理温度、镀膜次数等的对薄膜结构和光电性能的影响。结果表明:SnO_2:P薄膜保持四方金红石结构,随着P掺杂量、热处理温度和镀膜次数的增加,方块电阻先下降后上升;提高热处理温度,可以提高薄膜平整度和致密度;采用提拉法在P/Sn摩尔比为2%时,热处理温度为450℃,镀膜次数为14次时,SnO_2:P薄膜性能最佳,方块电阻为8.9 KΩ/□,可见光平均透过率约为95%;采用旋涂法在P/Sn摩尔比为2%时,热处理温度为450℃,镀膜次数为6次时,方块电阻为4.3 KΩ/□;在相同条件下,采用提拉法制备薄膜光透过率明显高于旋涂法。     

气溶胶辅助CVD法制备F掺杂SnO2薄膜及其性能

采用气溶胶辅助化学气相沉积法(AACVD)在玻璃衬底上沉积F掺杂SnO_2(FTO)薄膜,研究了前驱液中不同F/Sn摩尔比制备的FTO薄膜的结构、表面形貌、光学、电学及光致发光性能。结果表明:所制备FTO薄膜均为(200)面择优取向的多晶四方金红石相结构;前驱液中F/Sn摩尔比的增加,会导致(110)面的衍射峰强度增加,薄膜表面堆积颗粒形状发生变化,薄膜样品光学透过率提升;当F/Sn摩尔比=40%时,FTO薄膜具有最大的载流子浓度1.031×10~(21) cm~(–3)以及最小的电阻率3.42×10~(–4)?·cm,这可归结为适量F的存在产生不同的缺陷影响。(200)面择优取向FTO薄膜光致发光谱可用于表征不同缺陷形式的跃迁。     

二氧化锡透明导电薄膜的研究进展

透明导电薄膜具有透明性和导电性,在平板显示器、太阳能电池、触摸屏等领域有着重要的作用。SnO_2是制备透明导电薄膜最具潜力的材料之一。结合国内外SnO_2透明导电薄膜的研究现状,主要对SnO_2薄膜的透明导电原理、制备方法和掺杂改性研究进展进行综述。     

喷雾热解法制备掺锑氧化锡透明导电膜

以四氯化锡和三氯化锑为原料,采用喷雾热分解的方法在片状日用玻璃基材和石英玻璃基材上制得掺锑氧化锡(ATO)透明导电薄膜。运用XRD和SEM分别对薄膜的结构和形貌进行了表征。研究了锑的掺杂量、成膜温度和沉积时间对薄膜方阻和在可见光范围内的平均透过率的影响。实验结果表明,当三氯化锑的掺杂量为四氯化锡的8%(物质的量分数)、成膜温度为550℃、喷涂时间为12 s时,可使所得薄膜的方阻达最低,为40Ω/□,可见光范围内的平均透过率为70%。     

二氧化锡-石墨烯复合薄膜的制备及结构和性能

通过酸化和表面活性剂处理改善了石墨烯的分散稳定性,采用喷雾热解法在玻璃基底上制备了掺杂氟的二氧化锡(FTO)薄膜及其与石墨烯的复合(FTO-G)薄膜。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜分析了薄膜的结构和微观形貌;采用紫外分光光度计、高精度雾度仪和四点探针方阻仪分析了薄膜的光学和电学性能。结果表明:聚乙烯吡咯烷酮(PVP)具有较好的分散稳定效果,石墨烯的加入对FTO的结构和性能产生了显著的影响,并出现花椰菜特征的表面形貌;当酸化石墨烯浓度为0.3 mg/m L时,FTO-G复合薄膜具有最大的择优取向度、最小的方块电阻为5.0?/sq和最大的雾度值为10.53%,品质因数最高为15.51×10-3?-1,综合性能最好。     

低含量铁掺杂纳米TiO_2薄膜的制备及其抗菌机理研究

采用溶胶凝胶-浸渍提拉法,制备了玻璃基底上生长的Fe/TiO2薄膜.利用XRD、XPS、AFM等对样品进行表征,研究了铁掺杂对TiO2薄膜晶体结构和表面形貌的影响,并研究了不同掺铁量TiO2薄膜对大肠杆菌的抗菌性能.结果表明,铁掺杂TiO2薄膜的抗菌性能均优于纯TiO2薄膜,其中掺铁量为0.1%时薄膜的抗菌性能最佳,高达98%.     

可见光照射下Fe3+掺杂量对玻璃基TiO2薄膜亲水性能的影响

采用溶胶-凝胶法在普通玻璃衬底上制备了不同Fe3+掺杂量的TiO2薄膜.通过X射线光电子能谱仪(XPS)、X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、UV-Vis-NIR3600型紫外-可见分光光度计、CA-XP150型水接触角测试仪研究了不同Fe3+掺杂量对TiO2薄膜微观结构、表面形貌、光学性能和亲水性能的影响.结果 表明,所制备的不同Fe3+掺杂量的TiO2薄膜均具有锐钛矿结构;随着Fe3+掺杂量的增大,薄膜样品(镀膜玻璃)在可见光区的平均透过率从70.28％降低到61.45％.当薄膜中Fe3+掺杂量为0.25mol％时,薄膜样品具有最佳的亲水性能,在可见光照射120 min后水接触角降到3.2°;在黑暗中放置20 h后水接触角恢复到4.0°.     

SnO2:Sb透明导电薄膜的制备及光电性能

采用溶胶–凝胶法在玻璃基底上制备了Sb掺杂SnO2（SnO2：Sb）透明导电薄膜。研究了Sb掺杂量、镀膜次数、热处理温度对SnO2：Sb薄膜结构和光电性能的影响,利用X射线衍射仪、Fourier变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、四探针电阻仪、分光光度计对薄膜样品进行表征。结果表明：SnO2：Sb薄膜为四方相金红石结构;薄膜结构平整、致密,膜厚与镀膜次数基本成线性关系;在Sb掺杂量为10%,镀膜8次的条件下,薄膜具有最佳的光电性能,方块电阻达105/□;在玻璃上镀SnO2：Sb薄膜后,近红外波段透过率下降显著,由90%降到5.5%,在可见光波段略有降低,仍保持了较高透过率。     

玻璃表面上掺杂ZnFe2O4的TiO2薄膜光催化性能的研究

采用溶胶－凝胶法在玻璃表面制备了掺杂ZnFe2O4的TiO2薄膜，通过改变ZnFe2O4的掺杂量和薄膜的热处理温度，研究了ZnFe2O4对TiO2薄膜光催化性能的影响。利用紫外光谱、SEM、XRD等测试手段指出了在TiO2薄膜中掺杂ZnFe2O4后，能较大幅度地提高TiO2薄膜的光催化活性。     

SnO_2纳米晶的制备及性能研究

研究了化学沉淀法、柠檬酸法和微波水热法等三种不同制备方法对SnO_2纳米晶粒径的影响,并通过XRD及TEM对其结构进行了表征。结果发现,用微波水热法制得的SnO_2粒径最小,为5～15nm,且分布较均匀。用化学沉淀法制备了Fe、Sb掺杂的纳米晶SnO_2粉末并测定了其电阻,发现Fe掺杂使SnO_2电阻升高、Sb掺杂使电阻下降。     

用于薄膜太阳能电池的在线TCO玻璃表面织构化的研究

透明导电氧化物(Transparent conductive Oxides,TCO)玻璃被广泛用于在硅基和碲化镉薄膜太阳能电池中作为前电极材料,除了光伏透射比和电阻率之外,特殊的表面织构对光伏电池组件的光电转换效率影响很大。本文基于现有资料和生产实际对这两种薄膜电池对TCO玻璃的要求以及实现方法进行了一些探讨。对于非晶硅或微晶硅薄膜电池来说,雾度在40%以内时,随着雾度的增加,电池的量子效率和短路电流密度都是提高的,而对于碲化镉薄膜电池,则是雾度2%以内最好。在线TCO之功能层FTO薄膜的厚度和择优取向对雾度影响很大,增加厚度有利于提高雾度,(200)取向的FTO薄膜,表面是类金字塔结构,对于提高雾度有利。此外,优化角度分布函数(anglar distribution function,ADF)和双织构表面(double textured surface)也有利于改善陷光效果。