低温制备柔性染料敏化太阳电池TiO2薄膜电极

采用丝网印刷技术在柔性基底ITO/PET上制备TiO2多孔薄膜,经过低温烧结得到TiO2多孔薄膜电极。以D102染料为敏化剂,KI/I2为电解质,Pt电极为对电极,制成电池后测试了电池的光电性能。结果表明:以乙醇作为分散剂添加到P25粉体中,采用丝网印刷技术制膜,100℃低温烧结可以在柔性基底ITO/PET上制备出表面粗糙度良好、具有一定光电性能的TiO2多孔薄膜电极,用其制作的太阳电池转换效率达1.33%。     

染料敏化太阳能电池TiO2薄膜电极的染料吸附性能研究

采用手工刮涂法制备了染料敏化太阳能电池( DSSC)的TiO2薄膜电极,用解吸的方法和正交试验研究了DSSC电池TiO2薄膜电极的染料吸附性能,并结合统计分析方法对染料吸附试验数据进行了分析处理.研究结果表明TiO2薄膜电极具有最优染料吸附性能的烧结条件为:以2℃/min的速率升温至450℃,保温50 min后随炉冷却...     

TiO_2/SrTiO_3薄膜电极制备及其光电化学性能研究

采用商用P25TiO2为原料制备纳米多孔TiO2电极,用水热法在多孔TiO2表面包覆SrTiO3。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及紫外-可见光谱仪对TiO2/SrTiO3薄膜电极进行表征。探讨了水热反应温度对TiO2/SrTiO3薄膜电极组装染料敏化太阳能电池(DSSC)的光电化学性能影响。结果表明:在纳米多孔TiO2电极表面生成了均匀的SrTiO3包覆层,且SrTiO3包覆的样品吸收边有红移;与TiO2薄膜电极相比,不同水热反应温度下制备的TiO2/SrTiO3薄膜电极组装DSSC的光电转换效率均有所提高,180℃时全光转换效率提高了24%。     

聚乙二醇共水热合成TiO2纳米晶多孔薄膜

以钛酸丁酯为原料,在水热过程中加入聚乙二醇(分子量2 000)合成TiO2纳米晶,并制备多孔薄膜用于染料敏化太阳能电池(DSSCs)。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、台阶仪、紫外-可见分光光度计(UV-vis)对纳米晶粒的晶体结构、薄膜的表面形貌、厚度和光学吸收性能以及电池的光电能量转换性能随聚乙二醇的加入量变化的规律进行了探索。结果表明,聚乙二醇的加入抑制了锐钛矿相TiO2晶粒的生长,诱导了金红石相的形成。当聚乙二醇的加入量为TiO2质量的5%时性能达到最佳,采用单层多孔薄膜以及不添加四-叔丁基吡啶的电解质组装的电池获得了2.86%的光电能量转换效率。     

TiO2薄膜CMP 抛光液组分的研究

在本文中,采用化学机械抛光(CMP)对TiO2薄膜进行平坦化处理,以降低TiO2薄膜表面粗糙度和提升抛光去除速率。实验基于优化的TiO2薄膜CMP工艺参数,通过研究抛光液组分：硅溶胶浓度、螯合剂和活性剂浓度以及抛光液pH值对材料去除速率和表面粗糙度的影响,获得最佳的抛光液组分。实验结果表明：在磨料SiO2浓度为8 %、螯合剂为10 ml/L、活性剂为50 ml/L,pH = 9.0时,TiO2薄膜材料去除速率(MRR)为65.6 nm/min,表面粗糙度(Ra)为1.26 ?(测试范围: 10 μm×10 μm),既保证了较高去除速率又降低了表面粗糙度。     

亲水性TiO2的研究进展

TiO2其亲水特性的研究近年来有了新的进展,新制备的TiO2薄膜可以在无紫外照射的黑暗环境中持有亲水防雾特性,这些都归因于薄膜表面的物理特性。本文综述了影响二氧化钛亲水特性的物理原因,并且介绍了通过掺杂SiO2而加强TiO2亲水特性的方法。     

TiO2 薄膜CMP表面粗糙度的研究

Abstract： Surface roughness by peaks and depressions on the surface of titanium dioxide （TiO2） thin film, which was widely used for an antireflection coating of optical systems, caused the extinction coefficient increase and affected the properties of optical system. Chemical mechanical polishing （CMP） is a very important method for surface smoothing. In this polishing experiment, we used self-formulated weakly alkaline slurry. Other process parameters were working pressure, slurry flow rate, head speed, and platen speed. In order to get the best surface roughness （1.16 A, the scanned area was 10 × 10 μm2） and a higher polishing rate （60.8 nm/min）, the optimal parameters were： pressure, 1 psi; slurry flow rate, 250 mL/min; polishing head speed, 80 rpm; platen speed, 87 rpm.     

溅射功率对染料敏化TiO2电极光电性质的影响

用直流磁控溅射法在不同溅射功率下沉积了TiO2薄膜,并制备了染料敏化太阳能电池。I-V曲线的结果表明,150～200W,随着溅射功率的升高,电池的短路光电流和光电转换效率增大,200W时制备的TiO2电极的光电转换效率较175W时的提高了75%,225W时短路光电流和转换效率均有所下降;从喇曼光谱、透射光谱等的表征可知,200W时沉积的TiO2薄膜开始形成锐钛矿结构,并且其厚度比225W时沉积的薄膜更大。     

用sol-gel法在不锈钢基片上制备TiO2薄膜

介绍利用钛酸丁酯为前驱液，用sol-gel法在不锈钢基片上制备TiO     

TiO2薄膜制备及其氧敏特性

采用直流磁控溅射法制备TiO2薄膜，在不同温度下对薄膜进行退火，研究了薄膜晶体结构随退火温度的转化情况．对TiO2薄膜氧敏器件特性进行了测试，结果表明，在400℃下灵敏度随氧分压增加最快，并且在400℃具有最高的灵敏度．得到的激活能为0.41eV，并对TiO2薄膜氧敏器件的氧敏可逆性进行了讨论．     

Cu掺杂量对Zn-Cu共掺TiO2薄膜光学带隙的影响

采用溶胶-凝胶旋涂法,分别以钛酸四丁酯(Ti(O C₄H₉)₄)为钛源、硝酸锌(Zn(NO₃)₂·6H₂O)为锌源、硝酸铜(Cu(NO₃)₂·3H₂O)为铜源制备了不同掺杂量的Zn、Cu共掺TiO₂薄膜。分别采用X射线衍射仪(XRD )、薄膜测厚仪、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)对所制备的样品进行表征。结果表明 :与本征TiO₂和2.0 at%Zn²⁺-TiO₂相比,Cu²⁺的掺 杂减小了样品的晶面间距及晶粒尺寸、增加了样品的半高宽及比表面积,进而提高了薄膜的 光催化活性能。随着Cu²⁺掺杂量的增加,样品沿(101)晶面择优取向先增强后减弱 ,薄膜的吸光度呈现先升高后降低的趋势,TiO₂的 带隙值由3.424 eV减小到3.325 eV。与本征TiO₂和2.0 at%Zn²⁺-TiO₂相比 ,2.0at%Zn²⁺－1.0 at%Cu²⁺-Ti O₂的样品结晶度最好,(101)晶面择优取向最佳,薄膜表面的缺陷较少、较为均匀平整 且吸光度更好,光学带隙值最小为3.325 eV。     

Ag掺杂对TiO2薄膜光学性能的影响

氧化钛(TiO₂)作为一种重要的半导体材料可应用于多个领域。实验通过溶胶-凝胶旋 涂 法,分别用钛酸丁酯(Ti(OC₄H₉)₄)提供钛源、硝酸银(AgNO₃)提供银源,制备了TiO ₂的本征 和Ag单掺的薄膜样品。样品的结构、表面形貌及光学性能分别采用X射线衍射仪(X-ray diffractometer,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、紫外- 可见分光光 度计(ultraviolet-visible spectrophotometer,UV-Vis)进行分析、表征。结果表明: 所制备的样 品均为锐钛矿相且沿(101)晶面取向择优生长。与本征TiO₂相比,Ag⁺的掺杂并没有改变 衍 射峰的峰位或出现杂峰,样品的晶粒尺寸相对减小、晶面间距及半高宽均有所增大;样品的 表面得到修饰,缺陷减少,变得更为致密、均匀、晶粒之间的排列更加有序;样品的吸收边 出现红移的现象,带隙能减小。当Ag⁺掺杂量为1.5 at%时,样品的性能相对较好,表现为 (101) 衍射峰最为尖锐,晶粒尺寸最小,薄膜间的孔隙最少,禁带宽度最小为3.476 eV。     

工作气压对TiO2薄膜晶体结构及光磁电性能的影响

利用射频磁控溅射的方法,在不同的工作气压(0.2Pa～4.0Pa)下,制备了一系列的本征TiO2薄膜。在2～340K的绝对温度下,测得所有制备态的本征TiO2薄膜均具有铁磁性,2.0Pa工作气压下制备的TiO2薄膜具有最大的室温饱和磁化强度为1.96emu/cm3。通过TiO2薄膜的X衍射(XRD)图谱观察到,在0.2Pa工作气压下,锐钛矿和金红石结构共存于TiO2多晶薄膜中;随着工作气压的增加,出现了金红石结构向锐钛矿结构的转变;当气压增加到2.0Pa时,TiO2薄膜的晶体结构由多晶态转变成非晶态。利用高分辨率透射电镜(HRTEM)分析TiO2薄膜的晶体结构,通过观察1.2Pa和2.0Pa工作气压下TiO2薄膜的电子衍射花样和HRTEM图,可以清楚地看到多晶态向非晶态的转变。利用分光光度计测试了TiO2薄膜样品的透过率曲线,可见光区平均透过率高于85%,伴随着晶体结构的非晶态转变,光学透过率曲线的吸收边向长波方向移动,光学带隙减小到3.14eV,由此可以证明,增加的结构缺陷是系统铁磁性产生的主要原因。并且,所有本征TiO2样品均为高阻态,电阻率高于107Ω.cm,可以排除以载流子为媒质的RKKY交换作用对系统铁磁性的影响。     

Effect of the top electrode material on the resistive switching of TiO2 thin film

Effect of the top electrode (TE) metal on the resistive switching of (TE)/TiO₂/Pt structure was investigated. It was confirmed that the potential barrier height between the metal and TiO₂ is an important factor on the resistive switching characteristics. When high Schottky barrier was formed with the TiO₂ film, using Pt or Au as a top electrode, both stable URS (unipolar) and BRS (bipolar resistive switching) characteristics were observed depending on the current compliance level. In the case of Ag, which forms a relatively low Schottky barrier, only BRS characteristics were observed, regardless of the current compliance level. In the case of Ni and Al, which have similar work function as Ag, unstable URS and BRS at very low current compliance levels were observed due to a chemical reaction at the interface. For the Ti electrode, resistive switching was not observed, because the work function of Ti is lower than that of TiO₂ and TiO phase was formed at the interface (Ti/TiO_x contact is ohmic).     

Ag含量对TiO2薄膜光学性能和光催化性能影响

为了研究Ag含量对光催化效率的影响,采用电子 束沉积方法制备了Ag-TiO₂光催化剂,分别用X射 线衍射仪(XRD),紫外－可见光谱仪(UV-Vis),电子扫描显微镜(SEM),原子力显微镜 (AFM),X射线电子能谱 仪(XPS)等手段对晶体结构,光学性能和薄膜形貌以及元素价态元素组成等进行了表征.利用 太阳光,以甲基 橙(MO)为模型,分析了不同Ag含量薄膜的光催化效率.结果显示:Ag是以Ag⁰存在,Ag均匀而 牢固的分布在 TiO₂材料上;在300℃温度下,所形成的薄膜为无定形结构;沉积适 量的银,可以提高纳米二氧化钛光催化活性。     

退火温度对银-二氧化硅核壳(Ag@SiO2/TiO2)薄膜结构，光学特性以及光催化性能的影响

局部表面等离子共振广泛应用于光催化和太阳能 电池等领域。采用电子束和热沉积技 术,在融石英和Si片上制备了Ag@SiO₂/TiO₂薄膜。在300 ℃,400 ℃,500 ℃,600 ℃ 温度下,薄膜在空气氛围下退火2h。采用拉曼光谱仪,紫外-可见分光光度 计(UV-Vis)等手段对微结构,光学性能等特性进行了表征。利用能谱仪测定了元素成分及含 量。考察了薄膜在水溶液中降解甲基橙的光催化活性。结果表明:Ag@SiO₂/TiO₂薄膜具有优 异的光催化性能。测试结果表明:在250℃下制备的TiO₂薄膜为无定形结构;在本实验条 件下,随着退火温度的升高,薄膜呈锐钛矿结构;锐钛矿相表现出了更好的光催化性能。     

膜厚对Ag-TiO2薄膜光学性能和光催化性能影响的研究

采用电子束沉积方法制备了Ag-TiO₂光催化剂 ,采用电子扫描显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透 射电镜(TEM)、紫外-可见(UV-Vis)光谱仪和原子力显微镜(AFM)等手段对薄膜的形貌、物 相 组成,吸收光谱和粗糙度进 行了表征。利用太阳光,以甲基橙(MO)为模拟污染物,考察光催化剂的光催化活性,探讨了薄 膜厚度对光催化 效率的影响。结果表明,在300℃温度下,所形成的薄膜 为无定形结构 ;当薄膜厚为570nm时,降解40days后,MO的降 解率达到55%。     

基于飞秒激光对PbI2薄膜瞬态克尔磁光效应研究

本文利用飞秒瞬态反射光谱和克尔旋转光谱,系 统研究了溶液法制备的厚度为～200 nm的PbI₂薄膜 的动力学过程,并讨论了自旋弛豫机制。研究结果表明,瞬态反射光谱在502 nm处出现漂白峰,在487 和522 nm处出现吸收峰,分别归因于带填充效应和带隙重整效应。左 旋圆偏振光和右旋圆偏振光激发得 到的克尔磁光信号符号相反、大小相等,最大克尔旋转角和椭偏率分别达到10°/μm。自旋弛豫寿 命随抽运光通量的增加而缩短,最短弛豫寿命为1.6 ps,自旋弛豫机 制归因于强自旋轨道耦合效应导致的 Elliott-Yafet机制。另外,结果发现克尔磁光效应在带隙附近信号较强。在测量的波长 范围内,自旋弛豫 寿命均在几个皮秒量级,表明了PbI₂材料是制备自旋电子器件的良好材料,并且在带隙附 近灵敏度最高。     

Glucose biosensor of ruthenium-doped TiO2 sensing electrode by co-sputtering system

In this study, the ruthenium-doped titanium dioxide (TiO₂:Ru) sensing film is fabricated by co-sputtering system. The TiO₂:Ru sensing film is treated by thermal annealing process at 600 °C for 1 h in atmosphere. We present a TiO₂:Ru-based pH sensor which can obtain the higher sensing value at 64.58 mV/pH for the super-Nernstian response. The enzyme composite solution is dropped on the TiO₂:Ru sensing film as a glucose biosensor. In the concentration ranging from 100 to 500 (mg/dL) of glucose solution, the sensitivity and linearity of TiO₂:Ru sensing film after thermal annealing are 0.320 mV(mg/dL)⁻¹ and 0.995, respectively, which is better than non-annealing TiO₂:Ru sensing film. In this study, we can describe a novel doping method to prepare the TiO₂:Ru sensing film and the glucose biosensors.     

退火温度对电子束沉积Ag/TiO2薄膜光学性质和光催化性能的影响

研究了退火温度对电子束制备Ag/TiO₂薄膜光学 性质和光催化性能的影响。在石英玻璃、硅片 上沉积了Ag/TiO₂复合薄膜,在空气氛围下,进行了400℃, 500℃的退火一小时.用紫外-可见分光光度 计、X射线衍射仪(XRD) 、原子力显微镜(AFM)对沉积和退火后的薄膜分别进行光学、结构、 形貌分析。结 果表明:300℃下制备的Ag/TiO₂复合薄膜为无定形结构,400℃以上薄呈多晶态。吸光度和表面粗糙度 随退火温度的增加而增大,薄膜的光学带隙随退火温度的增加而减小。锐钛矿相表现出了更 好的光催化性能。