银复合激光刻蚀FTO薄膜的光电性能

在掺氟二氧化锡(FTO)薄膜基底表面用激光刻蚀凹槽后以磁控溅射法复合金属Ag层,然后进行炉内退火处理,制得Ag复合激光刻蚀FTO薄膜。研究了Ag层厚度对样品表面形貌、晶体结构及光电性能的影响。结果表明,当Ag层厚度为5 nm时,大部分银纳米颗粒均匀密集地分布在凹槽内表面而不是凹槽外表面。复合银纳米颗粒及炉内退火有效地提升了FTO薄膜的光电性能。Ag层厚度为5 nm的薄膜在400～800 nm波段的透光率为78.40%,方块电阻为8.21Ω,品质因子达到1.069×10~(-2) Ω~(-1)。     

TiO_2/ZnO双层电子传输层的制备及光电化学性能

首先在氟掺杂的氧化锡导电玻璃(FTO)上水热生长一层TiO_2纳米棒阵列薄膜,然后通过旋涂法旋涂ZnO籽晶层后水热法生长ZnO纳米棒得到TiO_2/ZnO纳米棒阵列薄膜。通过XRD、SEM、PL、UV-Vis和电化学工作站等对单层TiO_2纳米棒和TiO_2/ZnO纳米棒的结构、表面形貌、荧光性能、光吸收强度以及光电化学性质进行表征。结果表明,随着水热生长ZnO时间的增长,ZnO纳米棒密度增加; ZnO纳米棒的生长时间不同使其荧光强度不同,TiO_2/Zn O纳米棒的荧光强度与单层TiO_2纳米棒相比有着微小的减弱,没有明显的衍射峰; TiO_2/ZnO纳米棒复合材料比单层TiO_2的光吸收强度高,提高其光学性能,但是吸光区域都在紫外光区域;在标准模拟太阳光照射下,TiO_2/Zn O纳米棒的光电流为0. 002 m A,单层TiO_2纳米棒的光电流为0. 006 m A,复合薄膜的电流有着明显的变化。     

In_2S_3/ZnO薄膜太阳能电池的制备及光电特性研究

首先利用两步化学方法在FTO透明导电基底上,制备了分布均匀且垂直于基底表面的ZnO纳米片阵列,再利用连续离子层吸附法制备了In_2S_3/ZnO异质结构纳米薄膜,并对其结构、形貌和光吸收等性质进行了表征。详细讨论了异质结构纳米薄膜的光电化学性质,测试结果显示,In_2S_3/ZnO异质结构纳米片阵列的光电流密度约为ZnO纳米片阵列的4倍。     

激光辐照对Ag/AZO双层复合透明导电薄膜性能的影响

通过磁控溅射在掺铝氧化锌(AZO)透明导电玻璃表面沉积了10 nm厚的Ag层,得到Ag/AZO双层复合透明导电薄膜,然后利用532纳秒脉冲激光器对其进行辐照处理。考察了激光能量密度对薄膜形貌、结构及综合光电性能的影响。考察了激光辐照处理后Ag/AZO双层复合透明导电薄膜的方块电阻、透光率、反射率及品质因子,并通过扫描电镜和X射线衍射仪分析了它们的表面形貌和晶体结构。结果表明,当激光能量密度为0.6 J/cm~2时,薄膜的方块电阻为9.26Ω,在400～800 nm波段的平均透光率为88.38%,平均反射率为11.69%,品质因子为3.14×10~(-2) Ω~(-1),表现出最优的综合光电性能。     

ZnO纳米棒水热法生长与表征

采用两步法在FTO导电玻璃衬底上制备ZnO纳米棒,首先利用浸渍-提拉法在FTO导电玻璃衬底上制备ZnO晶种层,然后把有ZnO晶种层的FTO衬底放入盛有生长溶液的反应釜中利用水热法制备ZnO纳米棒.研究了生长溶液的浓度、生长温度和生长时间对所制备的对ZnO纳米棒阵列的微结构和光致发光性能的影响,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光谱(PL)研究了ZnO样品的结构、形貌和光学性质.实验结果表明:所制备的ZnO纳米棒呈现六方纤锌矿结构,沿(002)晶面择优取向生长,纳米棒的平均直径约为100 nm,长度约为2.5 μm.所制备的ZnO纳米棒在390 nm附近具有很强的紫外发光峰和在550 nm附近有较弱的宽绿光发光峰.     

CdS量子点敏化ZnO纳米片的制备与光电性质

采用电化学沉积法在透明导电玻璃(FTO)基底上制备氧化锌(ZnO)纳米片,用KOH溶液刻蚀ZnO纳米片,得到多孔纳米片薄膜,再用化学浴沉积法(CBD)使CdS量子点沉积在ZnO纳米片表面,得Cd S敏化的多孔ZnO纳米片薄膜。利用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、高分辨率透射电子显微镜、电化学工作站研究了复合薄膜的晶体结构、形貌和光电性能。结果表明:KOH溶液刻蚀后的多孔ZnO纳米片光阳极的光电化学转换性能比ZnO纳米片有了明显的提高,光电化学转换效率随着刻蚀时间的延长先增大后减小,刻蚀时间30 min时,样品的光电转换效率提高为原来的7.2倍。多孔ZnO纳米片用Cd S量子点敏化后,Cd S量子点可以紧密、均匀地生长在多孔ZnO纳米片表面,并与ZnO纳米片形成异质结,其光电转换效率均有大幅度的提高,刻蚀60 min时的复合薄膜的光电转换效率最高,为1.176%,为量子点敏化太阳能电池的潜在应用提供实验基础。     

沉积次数对CdS/TiO_2复合纳米薄膜光电性能的影响

采用水热法在FTO导电玻璃基底表面制备了结构规整的TiO2纳米棒阵列,利用连续离子层吸附反应(SILAR)法在TiO2纳米棒阵列表面沉积生长了CdS量子点,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,随着CdS循环次数的增加,薄膜的光电响应越明显,当CdS循环沉积次数为9次时,薄膜的光电响应程长约为514μA/cm2。     

共沉淀法制备ZnO基纳米复合粉体及高压ZnO压敏电阻的电性能

以金属离子盐为原料,氨水、乙醇胺为沉淀剂,十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇2000为表面改性剂,采用共沉淀法制备ZnO基纳米复合粉体。以共沉淀法最佳工艺所得粉体制备高压ZnO压敏电阻。采用热重–差示扫描量热分析、X射线衍射、扫描电子显微镜、激光粒径分析对ZnO基复合前驱体及ZnO基纳米复合粉体进行表征,探讨了沉淀剂种类、溶液pH值、Zn2＋起始浓度和表面改性剂对粉体粒度的影响。结果表明：以氨水为沉淀剂、溶液体系pH值为6.0、Zn2＋浓度为1.0mol/L、聚乙二醇2000为表面改性剂时可制备出粒径分布窄、平均粒径为89nm的ZnO基复合粉体。用该粉体制备的高压ZnO压敏电阻的平均电位梯度为543V/mm,非线性系数为29.3,漏电流为49μA。通过共沉淀工艺,可制备出电性能优良的高压ZnO压敏电阻。     

晶种辅助化学水浴合成Al掺杂ZnO纳米棒阵列

采用直流磁控溅射法在玻璃基底上制备c轴取向的ZnO薄膜,以此作为晶种层,在硝酸锌(Zn(NO3)2.6H2O)与六亚甲基四胺(C6H12N4)等摩尔浓度反应溶液中添加不同摩尔分数的硝酸铝(Al(NO3)3.9H2O),用化学水浴法合成Al掺杂ZnO(ZAO)纳米棒阵列。X射线衍射结果表明,少量的Al掺杂并不影响ZnO晶体结构,ZAO具有六方纤锌矿型结构。利用扫描电子显微镜、荧光分光光度计、四探针测试仪研究了溶液中Zn源的初始浓度和Al的掺杂量对ZAO纳米形貌、结构和光电性能的影响。结果表明,Al掺杂提高了ZAO薄膜的导电性,当前驱体溶液中Zn源的初始浓度为0.03 mol/L时,制备的掺2%Al的ZAO薄膜沿c轴生长且结晶性好,具有电阻率小和最好的光致发光性能。     

Si衬底上Mg0.3Zn0.7O薄膜结构及光学性能

采用溶胶-凝胶旋涂法在Si衬底上制备了Mg0.3Zn0.7 O薄膜,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外-可见荧光光谱仪和紫外-可见分光光度仪测试了Mg0.3Zn0.7O薄膜的结构和光学性能.结果表明:Si衬底上Mg0.3.Zn0.7O薄膜以六方相ZnO纤锌矿为主,存在少部分立方相MgO,薄膜均匀,平均粒径约为40 nm.吸收光谱中吸收边位于313 nm,相应的带隙为3.96 eV.发光光谱是峰值位于421 nm的宽带谱,激发光谱范围宽,具有近紫外激发优势.     

聚乙二醇对FTO基底上电沉积?热氧化制备的ZnO薄膜光电化学性能的影响

通过先电沉积后热氧化的方法在氟掺杂Sn O2(FTO)基底上制备了多孔ZnO薄膜。研究了聚乙二醇(PEG-6000)质量浓度对ZnO薄膜的形貌、结构及可见光光电流的影响。结果表明,在恒定电流密度7.0 mA/cm~2沉积300 s的条件下,于含有0.4 mol/L Zn Cl2、5.0 mol/L NH_4Cl和0.4 mol/L H3BO3的镀液中添加10～200 mg/L的PEG-6000,有利于在FTO基底上得到结合良好的金属Zn沉积层,热氧化后转变为有基底Sn自发掺杂的多孔ZnO薄膜。其中PEG质量浓度为50 mg/L时制得的ZnO薄膜厚度最大、孔隙最多,表现出良好的光电化学性能。     

聚丙烯酸酯/海胆状中空ZnO复合薄膜的制备及性能

采用两步水热法制备了海胆状中空ZnO,然后通过物理共混法将海胆状中空ZnO引入聚丙烯酸酯乳液中,制备得到聚丙烯酸酯/海胆状中空ZnO复合乳液并对其进行成膜处理。对复合薄膜透水汽性、耐水性、力学性能、紫外透过率及抗菌性能进行了检测,进一步探讨了海胆状中空ZnO用量对聚丙烯酸酯/海胆状中空ZnO复合薄膜基本性能的影响。结果表明:海胆状中空ZnO的粒径在2.1μm左右,壳层ZnO纳米棒的长度约为350 nm,且存在介孔结构,平均孔径为28.58 nm,比表面积为9.34 m2/g,孔体积为0.07 cm3/g。当海胆状中空ZnO质量分数为2%时,聚丙烯酸酯复合薄膜的透水汽性、吸水率、抗张强度,以及断裂伸长率分别为113.2 mg/(cm2·h)、30.64%、9.23 MPa及292.51%。与纯聚丙烯酸酯薄膜相比,聚丙烯酸酯/海胆状中空ZnO复合薄膜透水汽性提高了204.96%,耐水性提高了134.3%,抗张强度提高了34.94%,断裂伸长率提高了46.26%。同时,复合薄膜具有良好的紫外屏蔽性能及抗菌性能。     

PMMA/纳米ZnO薄膜的紫外屏蔽性能研究

采用硅烷偶联剂对纳米ZnO进行了表面改性,并采用旋转涂膜法制备了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/纳米ZnO薄膜,研究了薄膜的紫外屏蔽性能。结果表明,表面改性的纳米ZnO在水和甲苯中均无明显沉淀现象,其溶解性得到改善;改性纳米ZnO红外图谱中877cm-1处出现的新吸收峰,可证实偶联剂已成功修饰于粒子表面;光学显微镜与原子力显微镜测试表明,改性ZnO在PMMA薄膜中的颗粒团聚减少,其分散性得到改善。当PMMA在甲苯中浓度为0.04g/mL、纳米ZnO为PMMA质量的10%时,薄膜的紫外屏蔽性能最好,紫外区透过率为0.66;相同配比的PMMA/改性ZnO薄膜的紫外屏蔽性能明显提高,紫外区透过率为0.53。     

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。     

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)%。     

纳米ZnO的水热合成及性能研究

采用简单的水热方法制备出纯净且粒径均匀的纳米Zn O粒子,借助于X射线粉末衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对其物相组成及表面形貌进行了表征,通过日光下亚甲基蓝的降解研究了其光催化性能。将获得的ZnO纳米粒子沉积成膜,经表面修饰低表面能物质1H,1H,2H,2H-全氟辛基三氯硅烷(CAS)后,采用接触角测量仪研究了其润湿性能。结果表明,反应时间为20 h的ZnO纳米粒子在日光照射20 min后,亚甲基蓝的降解率达到90%以上;经表面修饰CAS后,Zn O膜呈现良好的疏水性能;经紫外光照射后,疏水性ZnO膜转换为亲水性,实现了润湿性的转换。     

活性炭负载纳米ZnO的结构及常温脱除H2S的性能

采用均匀沉淀法分别以煤质炭和椰壳炭为载体,纳米ZnO为活性组分制备了活性炭负载纳米ZnO脱硫剂。利用X射线衍射和扫描电子显微镜对脱硫剂的结构进行表征,并在固定床反应器上考察了H2S的吸附性能。结果表明:所制备的脱硫剂表面负载了纳米ZnO晶体,活性炭表面孔的数量影响纳米ZnO的晶粒尺寸,椰壳炭负载的纳米ZnO晶粒尺寸为11.4nm,而煤质炭上纳米ZnO晶粒为68.9nm;活性炭载体提高了脱硫活性组分的利用率,椰壳炭负载后样品的脱硫活性明显好于煤质炭。当空速为4600/h时,300℃焙烧1h的椰壳炭负载纳米ZnO样品的穿透时间可高达48min。炭表面纳米ZnO晶粒尺寸是影响H2S脱除性能的主要因素。     

纳米氧化锌表面包覆氧化铝复合粉体制备及其光催化活性

在制备ZnO的前驱物 ? 碱式碳酸锌的过程中原位包覆Al2O3，与在ZnO粉体表面包覆的传统工艺相比减少了多次引起粒子团聚的工艺过程，改善了包覆效果. TEM观察表明，包覆的ZnO复合粉体粒径为50 nm左右、包覆层厚为3~5 nm. XPS分析表明，包覆层为Al2O3和ZnO. 光催化活性的测试表明，包覆后的纳米ZnO光催化活性得到了明显降低. 包覆后的纳米ZnO紫外线吸收性能与未包覆的纳米ZnO基本相同，保证了其优异的紫外吸收性能.     

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。     

氧化锡纳米棒的溶剂热制备及其在钙钛矿太阳电池中的应用

本文以NaOH和SnCl_4·5H_2O为主要原料,在正己烷与水的混合溶液中合成了平均长度分别为59.2 nm和81.7 nm的金红石相氧化锡纳米棒,并将其用作钙钛矿太阳电池的介孔支撑层。用场发射扫描电镜、X射线衍射仪、紫外一可见分光光度计、瞬态荧光光谱仪和电流密度-电压曲线对其表面形貌、相组成、电子传输以及光伏特性等进行测试。结果表明:交叉分布的氧化锡纳米棒结构有助于钙钛矿的渗透与结晶,一维纳米棒结构有助于电子传输。当纳米棒的平均长度为59.2 nm时,所制备的钙钬矿电池能获得12.33%的光电转化效率,高于平均长度为81.7 nm的纳米棒所制备的电池(11.14%)。