纳米ZnS∶Cu薄膜及谐振腔的制备与特性研究

采用水浴法制备不同掺杂浓度ZnS:Cu纳米薄膜及相应谐振腔.X射线衍射表明,该纳米薄膜具有立方相的闪锌矿结构.光致荧光测量显示,ZnS:Cu薄膜在2.37 eV处有很强的荧光峰.荧光强度与Cu/Zn物质的量比有关,当Cu/Zn物质的量比为0.1%时,ZnS:Cu纳米薄膜荧光强度最强.在由Al膜与ITO薄膜构成的腔长为3.6 μm的ZnS:Cu垂直谐振腔中共观察到10多个荧光干涉峰.经分析确定,该垂直谐振腔的品质因数为30.3.     

pH值对电沉积法制备ZnS光学薄膜影响的研究

采用阴极恒电压法在ITO导电玻璃上沉积了ZnS薄膜,并用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)以及紫外/可见/近红外光谱仪对薄膜的结构和性能进行了表征,研究了pH值对薄膜的相组成、显微形貌以及光学性质的影响.结果表明:在pH=4,沉积时间为20 min,沉积电压为2 V,加入柠檬酸钠作络合剂的情况下,得到沿(200)晶面生长的立方相ZnS薄膜,薄膜组成均匀而致密,随pH值增加,禁带宽度降低.     

预制层中Zn和ZnS对CZTS薄膜太阳电池的影响

采用磁控溅射后硫化的方法制备Cu2 ZnSnS4 (CZTS)薄膜,分别用Zn和ZnS作为锌源,在镀钼的钠钙玻璃衬底上以Zn(或ZnS)/Sn/Cu的顺序制备出不同的CZTS薄膜预制层.首先对预制层进行低温合金,然后以硫粉作为硫源进行高温硫化,得到CZTS薄膜.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)分别对所制备薄膜的晶体结构、表面形貌和薄膜组分进行分析表征;并用拉曼光谱表征了CZTS相的纯度.最后用CZTS薄膜制备了太阳电池,发现在预制层中以ZnS作为锌源得到的太阳电池有较高的性能参数,其开路电压:V =651 mV,短路电流密度:Jsc=11.4 mA/cm2,光电转换效率达到2.8;.     

Er掺杂ZnS纳米晶的合成及光致发光性能研究

以巯基乙酸(HSCH2COOH)为稳定剂,采用水热法合成了分散性好的ZnS∶ Er纳米晶,分别利用XRD、TEM,荧光光谱仪对其物相,形貌及光学性能进行了研究.结果表明:ZnS∶ Er纳米晶为闪锌矿ZnS结构,颗粒近似球形,平均粒度为5 ～8 nm.当Er3+掺杂摩尔浓度为6;,稳定剂巯基乙酸添加摩尔分数为2;,合成温度为120℃条件下得到了发光性能较好的Er离子掺杂ZnS纳米晶材料,并对其发光机理进行了探讨.     

氨水浓度对化学浴沉积的Zn(O,S)薄膜形貌、结构和性能的影响

采用化学浴法,以ZnSO4·7H2O和SC( NH2)2作为反应前驱物,C6H5O7 Na3·2H2O作为络合剂,NH3·H2O 作为辅助络合剂和缓冲剂制备Zn(O,S)薄膜.采用SEM、EDS、XPS、XRD和透射光谱分析方法,研究氨水浓度对化学浴法制备的Zn(O,S)薄膜形貌、成分、结构和光学性能的影响以及Zn(O,S)薄膜的形成机理.结果表明:Zn(O,S)薄膜是由ZnO和ZnS纳米颗粒混合组成的,ZnO具有纤锌矿结构,ZnS是以非晶相存在.随着反应溶液中氨水浓度的降低,薄膜中所包含的ZnO逐渐减少,ZnS逐渐增加,S/Zn原子比逐渐增加,透射率和光学带隙也逐渐增大.     

Cu∶CdS/TiO2的制备及其光电化学性能研究

采用水热法制备(001)晶面裸露的TiO2纳米片阵列薄膜,并采用水热法进行CdS纳米颗粒复合,探讨不同水热反应时长对复合薄膜结构及性能的影响.为了提高复合薄膜的光电化学性能,在水热反应过程中引入Cu前驱体,并探讨不同掺杂浓度对复合薄膜性能的影响.研究结果表明Cu元素掺杂有效拓宽了CdS复合TiO2纳米片阵列薄膜(CdS/TiO2)的光吸收范围,并且提高了CdS/TiO2的光电化学性能.当水热反应3h,Cu掺杂浓度为1∶1 000时,CdS/TiO2的光电性能达到最佳.     

恒电压沉积SmS光学薄膜

以SmCl3·6H2O和Na2S2O3·5H2O为原料,采用电沉积法在ITO玻璃基板制备了SmS光学薄膜.采用XRD、AFM和紫外可见光分光光度计对薄膜进行了表征.研究了沉积电压和热处理温度对于薄膜的物相组成、显微结构和光学性能的影响.结果表明:在n(S):n(Sm)=4:1,溶液pH值为3.0,沉积电压为10 V以及热处理温度为400℃的条件下,可制备出主晶相为SmS且表面比较平整的薄膜.热处理后薄膜的禁带宽度增加.随着沉积电压的增加,SmS逐渐由金属相向半导体相转变,薄膜的禁带宽度相应地变大.     

声化学法制备ZnS: Mn纳米晶及其光学性能

以无水氯化锌,四水氯化锰以及硫代乙酰胺为原料,采用声化学法成功制备了锰掺杂的ZnS(ZnS: Mn)纳米晶.采用透射电子显微镜镜(TEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线粉末衍射(XRD)和光致发光谱(PL)对所制得的纳米进行了表征.结果表明:所制备ZnS: Mn为立方闪锌矿结构,纳米粒子的形貌接近于球形.平均晶粒尺寸为10 nm左右.PL光谱分析表明:所制备试样有两个主要的发射峰,分别位于在480 nm和570 nm左右,后者与体材料ZnS: Mn相比发生了明显蓝移,但仍表现为橙黄色发光.Mn2+掺杂浓度对ZnS: Mn的光致发光性能有显著影响,原料中Zn: Mn: S(物质的量比)为3: 1: 4,Mn2+掺杂浓度为2.64 at;时,光致发光光谱发射峰强度达到最大值.     

水溶性ZnS∶Ni量子点的合成及荧光性质

以L-半胱氨酸为修饰剂,采用化学共沉淀法在水溶液中合成了ZnS∶Ni量子点.通过X-射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、红外光谱(IR)和荧光光谱(PL)对量子点的结构、组成、形貌及光谱性质进行表征.结果表明:ZnS∶ Ni量子点为立方闪锌矿结构,颗粒呈球形,平均尺寸约为2.9 nm,分散性良好;随着Ni2掺杂浓度的增加,ZnS∶ Ni量子点的荧光发射强度先增强后减弱,当Ni2+掺杂浓度为0.7;时,发射强度达到最大.经室内自然光照后,ZnS∶ Ni量子点的荧光量子产率可达15.4;.修饰在量子点表面的L-半胱氨酸使该量子点具有良好的水溶性、生物相容性和生物大分子可偶联性.     

热处理对电沉积制备ZnS薄膜物相组成及光学性能的影响

采用电沉积方法在氧化铟锡(ITO)导电玻璃上沉积了ZnS薄膜,利用X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见光(UV-VIS)分光光度计对薄膜的微结构和光学性能进行了表征,研究了热处理条件对薄膜的相组成和光学性能的影响.结果表明:电沉积制备的ZnS薄膜呈非晶态,并且含有单质Zn.硫化热处理可以改善薄膜的结晶状况,减少杂质Zn的含量.硫气氛中450 ℃热处理4 h之后,薄膜中单质Zn全部反应生产ZnS,得到了纯的ZnS薄膜.没有经过热处理的薄膜,其可见光透射率在70;左右,热处理后薄膜样品的透射率降低,在硫气氛中热处理4 h的样品,其可见光透射率最低,为50;左右,热处理条件对薄膜样品的禁带宽度值基本没有影响.