种子层对TiO2纳米棒阵列取向生长及界面态的影响

利用水热法制备了金红石相的单晶TiO2纳米棒阵列, 利用扫描电子显微镜(SEM)、Ｘ射线衍射仪(XRD)、紫外可见分光光度计(UV-Vis)以及表面光电压谱仪(SPS)研究了其形貌、结构以及光电性质. 通过不同生长基底对比实验发现F掺杂SnO2导电玻璃基底和种子层对纳米棒阵列的生长起决定作用, TiO2种子层与SnO2:F基底晶格匹配, 有利于晶体外延生长, 使TiO2纳米棒阵列的取向性更强. 根据场调制表面光电压测量结果, 金红石相的TiO2与基底界面处的能带向上弯曲, 在FTO/TiO2界面存在大量界面态, 这些界面态可能成为光生载流子的复合中心. 实验结果表明引入种子层不仅有利于TiO2纳米棒的取向生长, 而且极大地减少界面态, 有望提高电荷的收集效率.     

液相沉积法制备ZnO/CdS复合纳米棒阵列薄膜及其光电性质

采用两步化学溶液沉积法在氧化铟锡(ITO)导电玻璃衬底上制备了ZnO/CdS复合纳米棒阵列薄膜.利用X射线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见(UV-Vis)吸收分光光度计、荧光(PL)光谱仪及表面光电压谱(SPS)研究了不同CdS沉积时间对复合薄膜的晶体结构、形貌、光电性质的影响.研究结果表明:ZnO纳米棒阵列表面包覆CdS纳米颗粒后,其吸收光谱可拓展到可见光区;与吸收光谱相对应在可见光区出现新的光电压谱响应区,这一现象证实,通过与CdS复合可显著提高ZnO纳米棒阵列在可见光区的光电转换性能;随着CdS纳米颗粒沉积时间的延长,复合纳米棒阵列薄膜在大于383nm波长区域的光电压强度逐渐减弱,而在小于383nm波长区域的光电压强度逐渐增强.用两种不同的电荷产生和分离机制对这一截然相反的光响应过程进行了详细的讨论和解释.     

TiO2/ZnO薄膜电极中光生电子的传输及其在太阳电池中的应用

制备了TiO2纳米颗粒和ZnO纳米棒混合的多孔薄膜电极, 利用瞬态光电压技术研究了染料敏化TiO2/ZnO薄膜中光生载流子的传输特性. 实验结果表明, ZnO纳米棒增加了薄膜中自由电子扩散速率, 减小了复合几率, 改善了能量转换效率.     

表面光电压测量中的最佳相位

对基于锁相放大技术的表面光电压测量中的“最佳相位"的物理意义及影响因素进行了系统的理论分析及实验验证.结果表明,对于通常所采用的金属-绝缘体-半导体（MIS）“三明治"测量结构,其等效阻抗会很大程度地影响到最佳相位.对于体相材料,“最佳相位"仅与测量条件有关;对于纳米材料等体系,光照可以改变MIS结构的等效电阻(Rins)、等效电容(Cins),从而将引起最佳相位角的显著变化,使“最佳相位”与所研究材料的特性直接关联起来.因此,该手段有可能成为一种新的纳米材料光电检测方法.     

pH值对电沉积CuInSe2薄膜的组份、结构及光电性能的影响

本文采用一步恒电位沉积法在铟锡氧化物(ITO)基底上制备CuInSe2薄膜,研究了沉积过程中不同的离子浓度配比及pH值对CuInSe2膜结构性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)及X射线衍射仪(XRD)研究了薄膜材料的结构性能,结果发现pH值对薄膜的化学成份、表面形貌、晶格结构都有显著影响,通过控制合适的浓度及酸度分别制备了高质量富铟与富铜薄膜。利用表面光电压(SPS)技术分别对富铟与富铜薄膜的光电分离特性进行了研究,结果发现富铟薄膜具有很强的光电响应;而富铜薄膜由于Cu-Se相的存在,在薄膜中形成了新的界面,电子-空穴对在其界面处因捕获而发生复合,从而导致其光电响应的强烈降低。所得到的结果为提高铜铟硒薄膜的光电效率提供了有价值的新思路。