直流反应磁控溅射制备TiO2薄膜过程中热处理温度对薄膜性能的影响

采用直流反应磁控溅射法在玻璃基片上制备了TiO2薄膜，靶材为纯度99．9％的钛肥，溅射时基片不加热。XRD结果显示，所得TiO2薄膜的晶型为锐钛矿相；SEM结果显示，随着热处理温度的增加TiO2薄膜晶粒尺寸增大；光催化性能显示，经过500℃热处理1小时后的TiO2薄膜具有较好的光催化效率。     

磁控溅射法制备染料敏化太阳能电池Pt对电极

采用磁控溅射法,通过控制溅射时间在导电基底FTO上制备出了具有不同载Pt量的Pt/FTO对电极,分析了对电极的表面形貌、晶相结构、透过率等。同时,对不同光照模式下组装的染料敏化太阳能电池(dye sensitized solar cells,DSSCs)的光电性能进行了考察。实验表明,正照射模式下,溅射30 s制备的Pt/FTO对电极能获得优异的光电性能,其组装电池的最高能量转换效率达到8.3%,在正照射模式下具有很好的应用前景;由于所制备对电极透光性较差,背照射模式下组装电池的光电性能较低。     

磁控溅射AZO工艺中沉积温度的研究

在采用磁控溅射制备AZO薄膜的过程中,AZO薄膜的光电性能取决于镀膜过程中的各种工艺参数,包括:溅射气压、沉积温度、溅射功率、靶基距等。本文主要研究在固定其它工艺参数不变的情况下,通过改变玻璃基板沉积温度在200℃、250℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃的情况下分别制备AZO薄膜,通过分析研究玻璃基板沉积温度变化对制备AZO薄膜光电性能及结构的影响,筛选出制备高质量AZO膜的最佳沉积温度。     

膜厚与紫外光辐照对反应溅射法制备的F掺杂SnO2薄膜结构与光电性能的影响EI北大核心CSCD

以Sn+SnF2为靶材,在衬底温度为150和300℃通过反应磁控溅射法制备了厚度为20~400 nm的F掺杂SnO2(FTO)薄膜,并通过紫外光(UV)辐照对2种厚度(20和240nm)的样品进行了后处理,研究了膜厚和UV辐照时间对薄膜结构与透明导电性能的影响。结果表明:随着膜厚或衬底温度的增加,FTO薄膜结晶度提高,但择优取向保持为(211)面;与此同时,薄膜中压应力增大,而导电性能下降。随着膜厚的增加,薄膜透光性先降低后增加,而其禁带宽度(Eg)先明显增加后趋于稳定。增大衬底温度可增大薄膜的透光性和Eg。UV辐照可明显提高薄膜的载流子浓度,从而增强薄膜的导电性能,但对薄膜的透光性无明显改变。另外,讨论了膜厚引起FTO薄膜结构及光电性能变化的相关机制,分析了UV辐照对FTO薄膜光电性能的改善机理。     

膜厚与紫外光辐照对反应溅射法制备的F掺杂SnO_2薄膜结构与光电性能的影响

以Sn+SnF_2为靶材,在衬底温度为150和300℃通过反应磁控溅射法制备了厚度为20～400 nm的F掺杂SnO_2(FTO)薄膜,并通过紫外光(UV)辐照对2种厚度(20和240nm)的样品进行了后处理,研究了膜厚和UV辐照时间对薄膜结构与透明导电性能的影响。结果表明:随着膜厚或衬底温度的增加,FTO薄膜结晶度提高,但择优取向保持为(211)面;与此同时,薄膜中压应力增大,而导电性能下降。随着膜厚的增加,薄膜透光性先降低后增加,而其禁带宽度(E_g)先明显增加后趋于稳定。增大衬底温度可增大薄膜的透光性和E_g。UV辐照可明显提高薄膜的载流子浓度,从而增强薄膜的导电性能,但对薄膜的透光性无明显改变。另外,讨论了膜厚引起FTO薄膜结构及光电性能变化的相关机制,分析了UV辐照对FTO薄膜光电性能的改善机理。     

纳米TiO_2薄膜的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2薄膜,考察了聚丙烯酰胺(PAM)添加量、溶胶pH、水解温度等因素对TiO2薄膜性能的影响,同时考察了光源强度、光照时间对TiO2薄膜降解甲基橙性能的影响。优化的TiO2薄膜制备条件为:PAM投加质量浓度为4g/L,pH=7.0,水解温度为80℃。采用450W的高压汞灯降解甲基橙效果较好,而随着光照时间的延长,甲基橙降解率也随之增加。将所制备的TiO2薄膜用于降解印染废水也取得了良好的效果,反应7h后COD去除率达到34.8%。通过考察TiO2薄膜重复使用的效果发现,制成的薄膜有较好的稳定性。     

TiO_2纳米晶和薄膜的制备及微观性质研究

以钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2纳米晶和薄膜。分别用X射线衍射(XRD)和差热-热重分析(DTA-TGA)对不同温度热处理的样品进行了表征。XRD分析表明:经过热处理的样品,锐钛矿相TiO2纳米晶平均粒子尺寸为5 3～32 4nm,其薄膜的平均粒子尺寸为6 7～29 6nm,但经相同温度热处理的TiO2纳米晶平均粒子尺寸普遍较薄膜样品大,此外,TiO2薄膜的相转变温度比纳米晶约高150℃,且其锐钛矿相(101)面上具有一定的择优取向,取向因子为0 53;DTA-TGA结果表明,360～500℃,TiO2凝胶从非晶态-锐钛矿相的转变是逐渐转变的过程;实验所制备样品的比表面积可达72 57m2/g,呈现出巨大的表面效应;同时光生载流子能在极短的时间内(<20ps)跃迁到TiO2纳米颗粒表面,有利于电子和空穴的分离。     

负载Pt的透明TiO_2纳米管薄膜的非对称性光电性能

在FTO导电玻璃上采用磁控溅射法和阳极氧化法制备高度透明TiO_2纳米管(TNT)阵列薄膜,然后溅射沉积Pt纳米粒子,退火后获得半透明负载Pt的TiO_2纳米管阵列薄膜(TNT-Pt)。通过扫描电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱对薄膜的微观形貌和组成成分进行表征,证实了TNT-Pt薄膜中Pt纳米粒子的存在。测试结果表明,相对于纯TNT阵列薄膜,TNT-Pt薄膜的光吸收边缘明显发生红移,可见光照射下的光电转换效率提高到35倍。此外,鉴于薄膜的半透明性,TNT-Pt薄膜的正面和反面在可见光照射下均进行了光电流测试,薄膜表现出非对称性光电性能,即反面照射时的光电性能明显优于正面照射。     

钛丝负载Pt/TiO2电极的制备及其电催化测定化学需氧量研究

采用阳极氧化的方法,在钛丝上制备TiO2纳米管阵列薄膜,用恒电流沉积的方法在TiO2纳米管表面沉积Pt纳米晶,制备了钛丝负载的Pt/TiO2电极.用SEM对电极的形貌进行了表征,纳米管长度在3.5～10 μm之间与氧化电压和氧化时间密切相关,Pt纳米晶均匀沉积在TiO2纳米管表面.用极化曲线、循环伏安曲线、电流-时间曲线对Pt/TiO2电极的电催化性能进行表征.当沉积电流密度大于1.0 mA/cm2时,制备的Pt/TiO2电极的电催化性能显著高于Pt电极.而且,在甲醛等五种有机物溶液中的电催化结果表明,净电流和理论COD之间表现出很好的线性相关性,说明钛丝负载的Pt/TiO2电极可用于电催化快速检测水体中的化学需氧量.     

基于正交实验法的ZnO薄膜电池制备与光电性能研究

采用溶胶-凝胶配合旋涂法在FTO上制备ZnO薄膜,将所制备的薄膜作为光阳极组装成染料敏化太阳能电池,在100 W氙灯为模拟太阳光(100 m W/cm2)下,进行光电性能测试。考虑到影响光电性能的3个工艺参数,即退火温度、镀膜层数、退火时间,利用正交实验法对ZnO薄膜电池光电转化率进行工艺优化,得到最优工艺参数。结论:热处理温度对薄膜的光电性能影响最大,热处理时间影响最小;最优工艺方案为:在500℃下热处理60 min,镀膜6层。     

TiO2薄膜光电极能带结构和催化活性的初探

以阳极氧化法制得的TiO2薄膜光电极为工作电极，铂环为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，组成光电催化降解苯酚体系．运用电化学阻抗图谱(EIS)，测得光电催化过程中TiO2薄膜光电极的空间电荷层电容，计算出半导体能带结构参数——空间电荷层宽度W．结果证明：当空间电荷层宽度W随阳极偏压增加而增大时，TiO2薄膜电极光催化活性提高；当其等于薄膜厚度时，光催化活性最好，此时出现最佳偏压值；继续增加偏压，活性反而有所下降。     

底电极原位退火与沉积温度对PZT薄膜性能影响研究

采用磁控溅射工艺,在Pt/Ti底电极上沉积锆钛酸铅(PZT)薄膜,研究了原位退火温度与底电极沉积温度对溅射PZT薄膜结晶取向、微观结构、介电性能、铁电性能及疲劳性能的影响。X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析结果表明,随着电极沉积温度升高,Pt晶粒尺寸增大,随着退火温度升高,PZT薄膜致密性变差。对室温制备的Pt/Ti底电极进行200 ℃原位退火30 min后,易于促进PZT薄膜沿(100)择优取向,而高温制备或经高温退火处理的Pt/Ti底电极更有利于PZT薄膜的(111)晶向生长。电学性能分析表明,室温制备的Pt/Ti底电极在经200 ℃原位退火30 min后,其PZT薄膜介电性能最优,同时展现较高的剩余极化强度和最小的矫顽场强,经历10⁸次极化翻转后,初始极化下降仅为11％。     

Low temperature preparation of a high performance Pt/SWCNT counter electrode for flexible dye-sensitized solar cells

A platinum/single-wall carbon nanotube (Pt/SWCNT) film was sprayed onto a flexible indium-doped tin oxide coated polyethylene naphthalate (ITO/PEN) substrate to form a counter electrode for use in a flexible dye-sensitized solar cell using a vacuum thermal decomposition method at low temperature (120 °C). The obtained Pt/SWCNT electrode showed good chemical stability and light transmittance and had lower charge transfer resistance and higher electrocatalytic activity for the I₃⁻/I⁻ redox reaction compared to the flexible Pt electrode or a commercial Pt/Ti electrode. The light-to-electric energy conversion efficiency of the flexible DSSC based on the Pt/SWCNT/ITO/PEN counter electrode and the TiO₂/Ti photoanode reached 5.96% under irradiation with a simulated solar light intensity of 100 mW cm⁻². The efficiency was increased by 25.74% compared to the flexible DSSC with an unmodified Pt counter electrode.     

Preparation of functionalized and non-functionalized fullerene thin films on ITO glasses and the application to a counter electrode in a dye-sensitized solar cell

Several thin films of [60]fullerene and the derivatives (3-5) have been prepared on ITO glasses by a common coating method using organic solutions and/or by an electrolytic micelle disruption method using surfactants with ferrocenyl moiety 2. In particular, the surface of the film formed by the electrolysis method was confirmed by SEM and AFM measurements, and then these images clearly exhibited that the entire surface of the ITO glass was uniformly covered with [60]fullerene. The UV-vis spectroscopy obviously showed that the thickness increased with the electrolysis time. For example, the thickness of the film formed by the electrolysis for 2 h was ca. 2,000 Å. Furthermore, we investigated the potential utilization as a counter electrode material instead of Pt in a dye-sensitized solar cell (DSC). Consequently, these films, except for that of derivative 5 prepared by the coating process, were found to act as a counter electrode materials in a DSC. These photovoltaic efficiencies of the films prepared by the electric micelle disruption method were higher than those of the films prepared by the common coating method. In addition, the highest efficiency was obtained in the cases with the fullerene thin film formed by the electrolysis for 2 h.     

CdSe敏化TiO2纳米晶多孔膜电极的制备及其光电性能研究

研究了CdSe敏化TiO2纳米晶多孔薄膜电极的制备及其表征,采用涂敷法将溶胶-凝胶法制备的TiO2胶体制备成纳米晶多孔薄膜,采用化学沉积法制备的CdSe对其进行了敏化处理.敏化后增加了对可见光的吸收作用和光生载流子的输运速度,减少了CdSe上光生载流子的复合,改善了电极内光生电荷的传递特性,获得了较大的稳态光电流.这种薄膜电极改进后可用于制作敏化太阳能电池的光阳极.     

卟啉／二氧化钛多孔电极的光电转换效应研究

卟啉／二氧化钛多孔电极的光电转换效应研究沈耀春，王林，陆祖宏，韦钰（东南大学国家教委分子与生物分子电子学开放实验室，南京２１００１８）周庆复，毛海舫，许慧君（中国科学院感光化学研究所，北京１００１０１）关键词二氧化钛，卟啉化合物，光电转换有机染料用作...     

纳米TiO2膜电极的制备及其电催化性能

采用溶胶-凝胶法制备TiO2溶胶,以钛酸丁酯为前驱物和二乙醇胺为催化剂,研究了不同条件下(水量、溶剂量、催化剂量、温度)TiO2溶胶的制备过程,得出了最佳工艺条件,采用此溶胶制备了纳米膜电极,用XRD、拉曼光谱进行表征,用循环伏安法分析了其电催化性能,结果表明其电催化性质与晶型有关。     

TiO2 纳米薄膜微结构及光催化性能研究

以钛酸丁酯Ti(OBu)4为原料,采用溶胶-凝胶法在普通钠钙玻璃表面制备了TiO2纳米薄膜,用XRD、UV-VIS等技术对薄膜微结构及紫外吸收性能进行了表征,选用食用油光催化降解为模型对TiO2薄膜光催化性能进行了评价。探讨了退火温度对薄膜晶相结构及其光催化活性的影响,450℃退火处理的薄膜呈锐钛矿和金红石型混晶结构,锐钛矿相平均晶粒尺寸为28.8 nm,金红石相平均晶粒尺寸为40.4 nm,700℃退火后为纯金红石相。焙烧温度在450—490℃光催化活性较为理想,480℃附近光催化活性达到最高。涂膜层数增加,光催化活性增强,8层膜的光催化活性最高。     

TiO2薄膜光电催化亚甲基蓝的研究

采用溶胶-凝胶-浸渍法在钛基底上制备了TiO2薄膜,以该薄膜为工作电极,石墨作对电极,饱和甘汞电极为参比电极,建立光电催化反应体系,对亚甲基蓝溶液进行了光电催化降解研究。结果表明：当外加偏压1.0 V,热处理温度500℃时,pH为10.2,TiO2薄膜光电催化活性最好,光电催化亚甲基蓝120 min可使其脱色率达64....     

光催化亲水防雾玻璃制品的研究

以普通钠钙玻璃片为基片,采用溶胶-凝胶法,通过液位下降法制备了TiO2薄膜,考察了不同光源、175℃热处理对其光催化亲水性和防雾性的影响.结果表明:液位下降法与提拉法的效果相当,但更为简单易行;不同光源对TiO2薄膜的亲水性和防雾效果影响非常大;175℃热处理能使薄膜获得更好的效果.