n型氧化亚铜薄膜的制备及其光电化学特性

采用三电极系统在硫酸铜-乳酸体系中电化学沉积法制备Cu2O薄膜,控制电沉积溶液的温度和pH得到n型Cu2O薄膜,并通过光电流(I-t)测试、莫特-肖特基(M-s)曲线测试薄膜的光电性能。结果表明当pH值为8.5～10时,成功地制备出了n型Cu2O薄膜,且当电解液的pH值为8.5,温度为60℃时,n型Cu2O薄膜光电性能最佳。对Cu2O薄膜进行退火处理,有助于改善氧化亚铜薄膜的光电性能。在此基础上,我们对n型Cu2O薄膜进行不同离子掺杂。离子的掺杂能继续提高Cu2O薄膜的光电性能。其中当Cl-为40 mM条件下,Cu2O薄膜的光电化学性能最佳。     

溶液pH对电沉积氧化亚铜薄膜的影响

采用醋酸铜-醋酸钠酸性溶液和硫酸铜-乳酸碱性溶液,分析了不同pH下电沉积Cu2O薄膜的形貌及结构,讨论了镀液体系及溶液pH对Cu2O薄膜生长的影响,测定了不同形貌的Cu2O薄膜的光学透射性能.结果表明,溶液的氢氧根、羧基、羟基中的氧原子会影响Cu2O薄膜的结构及形貌.酸性溶液中,Cu2O薄膜易形成混晶结构;而碱性溶液中,随着pH的变化,Cu2O薄膜有不同的择优取向.酸性溶液中Cu2O薄膜形成网状结构,碱性溶液中易形成锥形结构.     

pH对电沉积氧化亚铜薄膜的影响及光催化性能

以导电玻璃为阴极,在不同pH下,从含有0.083mol/LCu(CH3COO)2·H2O、0.22mol/L乳酸的电解液中电沉积合成Cu2O薄膜。研究了电解液pH对Cu2O薄膜晶体择优取向和形貌的影响。结果表明,通过调节电解液pH可合成不同择优取向和形貌的Cu2O薄膜,在pH为7～13内合成的Cu2O薄膜均具有较好的光吸收性。pH=11时,可制得具有(111)取向、结合力强、光催化活性高和稳定性好的Cu2O薄膜。Cu2O薄膜的晶面类型对薄膜催化能力有较大影响,(111)择优取向的Cu2O薄膜的光催化活性最高,反应2.5h后罗丹明B的降解率可达63%。     

二氧化钛双粒径组合对染料敏化电池光电性能的影响研究

以不同粒径纳米TiO2粉体为原料,制备了单粒径TiO2薄膜以及双粒径TiO2组合薄膜,并测试了它们的光电转换性能。结果表明,以单粒径30 nm TiO2制备的薄膜光电转换效率最高,为6.28%;随着单粒径尺寸的增大或减小,TiO2薄膜的转换效率都降低;以粒径分别为45 nm和60 nm的TiO2等质量混合制备的薄膜在所有双粒径复合薄膜中光电转换效率最高,为4.62%。不同粒径组合膜层的性能差别可能是因为有效比表面积的不同所引起,而粒径组合引起的晶粒间隙大小和晶体自然比表面积间的协调又决定了样品间的有效比表面积。     

CdS/CuInS_2/TiO_2复合纳米薄膜光电性能的研究

利用连续离子层吸附反应(SILAR)法在Ti O2纳米棒阵列表面沉积生长了Cu In S2和Cd S量子点,采用FESEM表征了复合纳米薄膜的结构和形貌,采用紫外可见分光光度计和电化学工作站表征了薄膜的光学和光电性能。当Cu In S2和Cd S薄膜循环沉积次数均为5次时,薄膜的光电响应最强,光电响应程长为20μA/cm2。     

电沉积制备太阳能电池吸收层铜锌锡硫薄膜

以硫酸铜、硫酸锌、硫酸亚锡、硫代硫酸钠、柠檬酸钠为电解质,采用电沉积法在FTO导电玻璃上制备Cu/Zn/Sn/S前驱物,热处理后获得铜锌锡硫(Cu_2ZnSnS_4,CZTS)薄膜。通过单因素试验优化了镀液组成、pH值、沉积电位、沉积时间,得到了最佳的CZTS薄膜,其结晶性好,禁带宽度为1.55eV。它与ZnO缓冲层组装太阳能电池,光电转换效率最高为1.5×10~(-2)%。     

不同浓度TiCl_4浸渍的SnO_2光阳极对染料敏化太阳能电池性能的影响

采用溶剂热法制备出花状Sn O2晶体,然后在FTO导电玻璃上制得Sn O2薄膜。将Sn O2薄膜在不同浓度Ti Cl4溶液中浸渍1 h,并经450℃煅烧30 min得到Sn O2-Ti O2复合薄膜光阳极。经N3染料浸渍后,与Pt对电极,I–/I3–电解质组装成染料敏化太阳能电池(DSSC),测试了DSSC的性能。结果表明:Ti Cl4浸泡有利于提高Sn O2-DSSC的光电性能,当Ti Cl4浓度为0.15 mol/L时,Sn O2-Ti O2-DSSC的短路电流(Jsc)和开路电压(Voc)分别达到11.30 m A/cm2和0.55 V,电池的光电转换效率达到3.24%,与纯花状Sn O2-DSSC相比提高了近4倍。分析了不同浓度的Ti Cl4对光阳极的电子输运和光电转换效率的影响机制。     

超薄SnO_2修饰Cu_2O多孔薄膜的可见光光电化学性能

在FTO(即掺杂氟的Sn O2透明导电玻璃)基底上采用两步恒流电沉积,得到厚度约500 nm的金属Cu薄膜,然后置于Sn O2溶胶中浸渍并经175°C加热氧化,制得由超薄Sn O2修饰的Cu2O多孔薄膜。利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、扫描电镜(SEM)和漫反射–紫外可见光谱(UV-Vis DRS)表征了试样的结构、形貌及光学性质。通过在0.2 mol/L Na2SO4溶液中测试样品在可见光和零偏压下的光电流,分析了薄膜的光电化学性能。结果表明,超薄的Sn O2修饰层能显著增强Cu2O多孔薄膜的光电化学性能。在Sn O2溶胶中浸渍10 s所制备的超薄Sn O2修饰Cu2O多孔薄膜,其光电流密度是Cu2O未修饰薄膜的4倍。     

氮化硅薄膜生长随时间演化过程及其特性研究

氮化硅SiN_x薄膜凭借介电常数高和稳定性好的特点而被广泛应用于光电器件中,但薄膜的厚度对器件的性能有重要影响。针对此问题采用等离子体化学气相沉积技术,以高纯NH₃、N₂和SiH₄为反应气体,优化其他沉积参数,通过改变沉积时间来生长SiN_x薄膜。用X射线衍射谱(XRD),紫外-可见光光谱(UV-VIS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)对薄膜结构进行表征,详细研究了沉积时间与薄膜厚度的关系以及沉积时间对薄膜性能的影响。试验结果表明:所制备的样品为非晶SiN_x薄膜结构,薄膜厚度随沉积时间均匀增加;薄膜折射率随沉积时间的增加而增大,光学带隙基本不随时间变化。SEM测试结果表明,随着沉积时间增加,薄膜致密性与均匀性越来越好,氧含量也越来越少,说明薄膜致密性提高可以有效阻挡O原子进入薄膜,阻止后氧化现象的发生。     

真空热蒸发法制备碘化亚铜薄膜在钙钛矿电池中的应用

γ相碘化亚铜(γ-CuI)是一种宽带隙p型半导体材料,禁带宽度为3.1eV,适合应用于LED和太阳能电池等光电子器件。本研究利用简单的真空热蒸发法制备了CuI薄膜,探究了不同的沉积速率对CuI薄膜的光学和电学性能影响。在最优的沉积速率下,制备出了高性能的CuI薄膜。利用CuI薄膜作为空穴传输层,组装了反型平面钙钛矿电池,获得的最高光电转换效率为11.69%,并讨论了CuI薄膜的性能对钙钛矿电池光电转换效率的影响机理。     

反应溅射条件对WO3薄膜光电性能的影响与探索

使用反应溅射法在FTO导电玻璃基底上制备了附着力强、表面光滑、均匀的WO3光电薄膜,系统地研究了氩气与氧气流量比和溅射功率对该薄膜光电性能的影响。通过XRD、AFM、Mott-Schottky(M-S)分别分析薄膜的物相、形貌、光电性质。光电转化效率(IPCE)测试表明:当氩氧流量比为2和溅射功率250 W时,WO3薄膜的光电性能最好。该薄膜在400 nm波长处的IPCE值高达40%。     

离子层气相反应法制备CuInS2半导体薄膜

以CH3CH2OH为溶剂,CuCl和InCl3为反应物,H2S为硫源,用离子层气相反应法制备了CuInS2半导体薄膜.用X射线衍射、X射线光电子谱、扫描电镜和紫外-可见光谱等对薄膜的晶型、表面化学组成、表面形貌及光电性能进行了表征.分析了混合前驱体溶液中阳离子浓度比[Cu]/[In]对薄膜化学计量及性能的影响.[Cu]/[In]≥1.25时,可获得黄铜矿结构的CuInS2薄膜,其单相形成区外[Cu]/[In]为1.45～1.65.     

可见光下Cu2O/TiO2催化臭氧氧化头孢曲松钠性能研究

抗生素是治疗各种传染病的常用药物,但残留在水环境中的抗生素会对生态系统造成威胁。因此,探索去除水环境中抗生素的有效方法具有重要意义。由于光催化臭氧氧化技术可以高效降解和矿化水体中的污染物,该技术受到广泛关注。本工作通过浸渍-化学还原法制备Cu₂O/TiO₂复合材料并将其作为可见光催化臭氧氧化头孢曲松钠(CRO)的催化剂。利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、比表面积分析仪(BET)和紫外-可见漫反射光谱仪(UV-Vis DRS)对Cu₂O/TiO₂形貌结构和光学性能进行表征,考察了Cu₂O/TiO₂配比、Cu₂O/TiO₂投加量、臭氧浓度、头孢曲松钠初始浓度、溶液初始pH值等因素对可见光催化臭氧氧化头孢曲松钠的影响。结果表明,Cu₂O对TiO₂的掺杂改性使材料孔容和平均孔径增大,能带宽度减小,...     

氧化亚铜制备方法的研究进展

氧化亚铜（Cu2O）具有优越的光电性质,是一种具有广泛用途的材料。结合最新的研究进展综述了Cu2O的制备方躐重点介绍了液相反应法、固相反应法中各种方法的特点和研究新进展,并阐明了制备Cu2O的发展趋势。     

p-Type and n-type Cu2O semiconductor thin films: Controllable preparation by simple solvothermal method and photoelectrochemical properties

p-Type and n-type Cu₂O thin films were controllably prepared using a simple solvothermal method by adjusting pH value of the copper (II) acetate aqueous solution. Photoelectrochemical experiments show that the Cu₂O thin films synthesized in acid and alkaline (or neutral) media present n-type and p-type semiconductor character, respectively. Moreover, the films prepared at pH 5 have the best photoelectrochemical properties. The mechanism for the formation of these p-type and n-type Cu₂O films is discussed. The Cu₂O p–n homojunction fabricated in this study shows typical p–n junction character. This facile preparation method may be a promising way to prepare p–n homojunctions for semiconductor devices.     

Preparation and characterization of cellulose-based nanocomposite hydrogel films containing CuO/Cu2O/Cu with antibacterial activity

In the present study, the influence of citric acid (CA) on hydrogel films composed of sodium carboxymethylcellulose (NaCMC), hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), and CuO nanoflakes was investigated for their physicochemical, mechanical, thermal, and antibacterial properties. XRD patterns showed that the prepared hydrogel films revealed the crystalline phase for CuO/Cu₂O/Cu at 20% CA concentration. Laser micro-Raman spectroscopy confirmed the presence of CuO and Cu₂O in the films. Increase in CA concentration decreased the swelling degree and tensile strength and increased the decomposition temperature of NaCMC, HPMC, and CuO. According to FESEM and FETEM results, shape and size of CuO nanoflakes were completely changed into spherical nanoparticles with increase in CA concentration. HRTEM and inverse Fourier transform images showed that the d-spacing of CuO, Cu₂O, and Cu were correlated with XRD results. The prepared hydrogel films exhibited significant antibacterial activity and biocompatibility against HaCaT cells. All these data recommend that the prepared hydrogel films may be used for potential wound healing applications.     

Piezoresistive properties of diamond like carbon films containing copper

In the present study diamond like carbon films containing copper (DLC:Cu) were deposited by reactive magnetron sputtering. Direct current (DC) sputtering and high power pulsed magnetron sputtering (HIPIMS) were used. The influence of the composition and structure on piezoresistive properties of DLC:Cu films was investigated. Structure of DLC:Cu films was investigated by Raman scattering spectroscopy and transmission electron microscopy (TEM). Chemical composition of the films was studied by using energy-dispersive X-ray spectrometry (EDS) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Particularly analysis of XPS O1s spectra revealed oxidation of Cu nanoparticles. Piezoresistive gauge factor of DLC:Cu films was in 3–6 range and decreased with the increase of copper atomic concentration. Tendency of the decrease of the gauge factor of DLC:Cu films with the increased D/G peak area ratio (decreased sp³/sp² carbon bond ratio) was observed. It was found that resistance (R) of DLC:Cu films decreased with the increase of Cu atomic concentration by logarithmic law. It is shown that a quasilinear increase of piezoresistive gauge factor with log(R) is in good accordance with percolation theory. Temperature coefficient of resistance (TCR) of DLC:Cu films was negative and decreased with copper amount in Cu atomic concentrations ranging up to ~ 40%. Very low TCR values (zero TCR) were observed only for DLC:Cu films with low gauge factor that was close to the gauge factor of the metallic strain gauges. Role of some possible mechanisms: copper amount as well as Cu cluster size on the value of gauge factor is discussed.     

不同醋酸锌浓度下的ZnO薄膜的结构和性能

利用溶胶-凝胶浸渍提拉法在导电玻璃(ITO)基板上制备了氧化锌(ZnO)薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电化学阻抗谱(EIS)等对ZnO薄膜的结构、形貌、以及光电性能进行了分析。结果表明,随着醋酸锌浓度的增加,薄膜由短柱状最终转化为无规则定位生长的聚集球形颗粒结构。随着醋酸锌浓度的升高,薄膜的结晶强度不断增加,薄膜的光电转化效率进一步增加。当醋酸锌浓度为0.9mol/L时,薄膜的光电转化效率为4.5%。     

连续离子层吸附反应(SILAR)法制备纳米Cu_2O薄膜

采用低温液相薄膜制备工艺--连续离子层吸附反应(SILAR)法,在玻璃衬底上制备了纳米Cu2O薄膜,考察了工艺参数对薄膜质量和薄膜表面形貌的影响,对薄膜的生长速率与反应溶液浓度、反应温度以及循环次数的关系进行了研究和分析。结果表明,采用连续离子层吸附反应(SILAR)法有利于制备高质量的纳米Cu2O薄膜,连续离子层吸附反应(SILAR)法可以有效去掉疏松的离子,每次循环吸附反应都能使紧密吸附的离子转化成致密的纳米Cu2O薄膜,这样既有利于纳米Cu2O颗粒的生成,同时减少了污染和降低了成本。试验表明,制备纳米Cu2O薄膜的最佳反应温度为70℃,最佳反应溶液浓度均为1 mol/L,纳米Cu2O薄膜的膜厚随着循环次数的增加而增加,循环40次可制得厚度为0.38μm的薄膜。经XRD和SEM测试,所制备的薄膜纯度高,表面平整且致密,Cu2O颗粒大小约为100 nm。