CuInS2：两步电沉积制备及性能

采用恒电位沉积法制备铜铟合金预制膜,并存管式炉中通过固态源蒸发硫化预制膜得到CuInS:薄膜.通过扫描电镜(SEM)、能量色散谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对CuInS2薄膜的表而形貌、截面厚度、成分组成和薄膜的组织结构进行了研究,并利用紫外可见光吸收谱仪(UV-Vis)研究了不同硫化温度对CuInS:薄膜的形貌及其光学吸收性质的影响.结果表明:不同的退火温度能够影响CuInS:薄膜的表面形貌以及带隙的大小,从而影响其光学吸收特性.     

激光刻蚀模板中电沉积特殊结构CIGS薄膜

本文利用激光刻蚀模板,在水溶液中电沉积制备金属铜薄膜,讨论了温度、电流、硫酸铜浓度对薄膜形貌的影响. 采用SEM对制备的铜薄膜进行表征,结果表明在沉积温度为30 ℃,沉积电流为4 A·dm^-2(表观工作电流密度),硫酸铜浓度在20 ~ 50 g·L^-1的水溶液中电沉积可以得到中空馒头状和开口碗状结构的铜薄膜. 利用激光刻蚀模板,在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐([BMI][TfO]) - 30 Vol%丙醇混合电解质中电沉积CIGS薄膜,研究了沉积电势、沉积时间对薄膜形貌的影响. SEM观察发现,在沉积电势为-1.8 V,沉积时间为1.5 h条件下电沉积可以得到近似柱状的簇状花束样的CIGS薄膜, 电沉积铜后再进一步电沉积CIGS,得到了均匀有序的鼓包柱状结构的Cu/CIGS复合薄膜. 用恒电势方波法对制备的薄膜真实表面积进行测试,计算结果表明,与无模板电沉积制备的CIGS薄膜相比,激光刻蚀模板法制备的Cu/CIGS复合薄膜的表面积提高了约8倍.     

以乙醇作溶剂电沉积制备CIGS薄膜

利用恒电位电沉积法在以乙醇为溶剂的溶液中制备了铜铟镓硒(CIGS)薄膜.并采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和紫外-可见-近红外(UV-VIS-NIR)分光光度计分别对薄膜的形貌、成分、晶体结构和吸收特性进行了表征.结果表明在-1.6V(相对于饱和甘汞电极电位)工作电位下沉积的薄膜经450°C退火后能够形成形貌均匀致密、结晶性良好、带隙约为1.17eV的黄铜矿结构CuIn0.7Ga0.3Se2薄膜.实验过程中发现,以乙醇为溶剂可以有效避免在水溶液中出现的析氢现象,减小了沉积电位的限制.     

溶液电沉积法制备苝酰亚胺类化合物薄膜

溶液电沉积法是一种具有沉积时间短,可以常温沉积以及沉积物在基底上附着力高等优点的薄膜制备方法.本文用水合肼增溶苝酰亚胺类化合物(PTCDI)的方法制备了可用于溶液电沉积的苝酰亚胺类化合物溶液.用紫外-可见分光光度法(UV-Vis)对溶解的过程进行了表征,并用顺磁共振(ESR)验证了水合肼对PTCDI的增溶过程实质上是化学反应过程.在制备苝酰亚胺类化合物溶液的基础上,采用阳极电沉积法在ITO导电玻璃上沉积出了薄膜.采用UV-Vis,扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对薄膜进行了表征,证实得到了表面较为平整、具有可控结晶结构和形貌的PTCDI薄膜以及具有较宽光谱吸收范围的复合薄膜.     

沉积电位对电沉积ZnS薄膜的影响

采用电沉积方法,在不同沉积电位条件下,在氧化锡铟(ITO)导电玻璃上沉积制备了ZnS薄膜,利用XRD、SEM和UV-VIS测试技术对在不同沉积电位所制备薄膜的晶相结构、表面微观形貌和光学性能进行了表征.研究结果表明:沉积电位在1.5 V—1.7 V范围内制备的ZnS薄膜呈非晶态,其可见光透过率从60 %降低到20 %,薄膜的光学带隙约为3.97 eV.在沉积电位为2.0 V条件下所沉积薄膜为ZnS结晶相和金属Zn混合相,薄膜透过率显著降低.     

微波水热辅助电沉积法制备Bi_2S_3薄膜

采用微波水热辅助电沉积法在ITO导电玻璃表面制备了形貌均匀具有纳米棒、纳米板状结构的Bi2S3薄膜。利用XRD、XPS、场发射扫描显微镜(FESEM)、TEM和UV-Vis-NearIR对薄膜的结构、形貌、光学性能进行了表征。结果显示微波水热辅助电沉积法制备的Bi2S3薄膜具有良好的结晶性能;随着微波水热温度的提高,所制备Bi2S3薄膜的结晶性能先增强后降低,合适的温度是130℃。与电沉积法制得薄膜相比,采用微波水热辅助电沉积法制得Bi2S3薄膜的禁带宽度由1.44eV增加到1.84eV。     

CuInS2纳米纸阵列薄膜的制备及生长机理

采用溶剂热合成技术,以氯化铜、硝酸铟和硫脲为反应物,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为阳离子表面活性剂,草酸为还原剂,无水乙醇为溶剂,直接在掺氟的SnO2透明导电玻璃(FTO)衬底上合成CuInS2(CIS)薄膜.采用扫描电子显微镜(SEM)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、能量色散谱(EDS)、紫外-可见(UV-Vis)反射光谱和透射光谱对样品的形貌、结构、成分和光学性能进行分析.结果表明,在适当的反应物浓度下,在FTO衬底上形成了垂直衬底生长的、具有良好结晶性能的黄铜矿结构的CIS纳米纸阵列薄膜.CIS薄膜中Cu,In,S的原子比为1.1∶1∶2.09,在紫外-可见和近红外波段具有良好的光吸收特性,禁带宽度约1.51 eV.结合不同反应时间制备的CIS薄膜的形貌、结构和成分分析,讨论了CIS纳米纸阵列薄膜的生长机理.     

电化学沉积CdSe纳晶薄膜的性能及沉积机理

电化学沉积是半导体薄膜制备的一种简便方法,常用于Ⅱ-族化合物半导体薄膜的制备.通过电沉积条件的适当改变可成功地在导电衬底上制备半导体纳晶薄膜^[1].CdSe薄膜作为一种透光性好、导电性好的半导体材料,可进行光学性能和光电性能方面的研究,而半导体纳晶多孔电极的光电化学特性与体材料之间有很大不同.本文采用电化学沉积法制备了CdSe纳晶薄膜并研究了其性能,通过扫描隧道显微镜(STM)形貌分形分析进一步研究其沉积机理.     

纯相Li_2MnO_3薄膜的制备及作为锂离子电池正极材料的电化学行为

采用固相烧结法制备了纯相Li2MnO3正极材料及靶材,采用脉冲激光沉积(PLD)法在氧气气氛、不同温度下沉积了Li2MnO3薄膜.通过X射线衍射(XRD)和拉曼(Raman)光谱表征了薄膜的晶体结构,采用扫描电镜(SEM)观察薄膜形貌及厚度,利用电化学手段测试了Li2MnO3薄膜作为锂离子电池正极材料性能.结果表明,PLD方法制备的纯相Li2MnO3薄膜随着沉积温度升高薄膜结晶性变好.25℃沉积的薄膜难以可逆充放电,400℃沉积的薄膜具有较高的电化学活性和循环稳定性.相对于粉末材料,400与600℃制备的Li2MnO3薄膜电极平均放电电位随着循环次数的衰减速率明显低于相应的粉体材料.     

脉冲激光沉积LiNi0.5Mn0.5O2薄膜正极性能

高能量密度、功率密度和高温度稳定性的全固态薄膜锂离子电池是微电子器件的理想电源.开发新型的大比容量正极薄膜材料是解决问题的关键之一.与LiCoO2正极相比,层状结构的LiNi0.5Mn0.5O2有更高的可逆比容量和结构稳定性.本文应用脉冲激光沉积法制备LiNi0.5Mn0.5O2沉积薄膜,研究了衬底材料、温度对薄膜的微观结构、表面形貌及组分的影响.由LiNi0.5Mn0.5O2电极组装半电池,研究了薄膜的电化学性能与晶体结构、表面形貌及组分间的关系,表征了LiNi0.5Mn0.5O2沉积薄膜于不同充电截止电压的循环稳定性及倍率性能,并讨论了LiNi0.5Mn0.5O2薄膜的结构特点.     

基片温度对LiCoO2薄膜结构与电化学性能的影响

采用射频(RF)磁控溅射技术制备了用于全固态薄膜锂电池的非晶态和多晶LiCoO2阴极薄膜,利用XRD和SEM研究了沉积温度对LiCoO2薄膜结构和形貌的影响,并研究了高温退火后薄膜的电化学性能.研究结果表明,随著基片温度的不同,薄膜成分、表面形貌以及电化学行为有明显差异.室温沉积的薄膜很难消除薄膜中Li2CO3的影响,经过高温退火处理后也无法形成有效的多晶LiCoO2薄膜,而150℃沉积的薄膜经过高温退火后形成了有利于锂离子嵌入的多晶LiCoO2结构,薄膜显示出了较好的电化学性能.     

Relationship Between Photocatalytic Activity and Structure of TiO2 Thin Film

TiO2 thin films with different crystalline structures were prepared by the CVD method. The relationship between photocatalytic activity of a TiO2 thin film and its crystalline type was investigated. These films were characterized by XRD and AFM. Their photocatalytic properties were tested by the degradation of NO2-. The results showed that the crystalline structures of TiO2 thin films are primary anatase and/or rutile when the preparation temperatures were less than 573 K and higher than 773 K respectively. When the preparation temperature was around 623 K, the structures of TiO2 thin films were mixed crystalline structure, which showed the highest catalytic activity. When the ratio of rutile to anatase in TiO2 thin films fell between 0.5 and 0.7, the highest catalytic activity for the degradation of NO2- was found.     

宽带隙Cu(In,Al)Se2薄膜的制备及表征

以特殊脉冲电沉积方法制备CuInSe2(CIS)前驱体薄膜, 通过真空蒸镀法在CIS薄膜上沉积Al膜, 经硒化退火后在氧化铟锡(ITO)基底上制备了Cu(InAl)Se2(CIAS)薄膜. 采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)对其形貌、结构、成分及光学吸收性质进行了表征. 结果表明, 制备的CIAS薄膜颗粒均匀, 表面平整致密, 呈黄铜矿结构. 薄膜在可见光区具有良好的吸收, 带隙约为1.65 eV.     

双晶型TiO2薄膜的低温制备及表征

采用溶胶-凝胶法低温制备了具有锐钛矿、板钛矿双晶型的TiO2薄膜. 分别利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、UV-Vis透光率曲线和原子力显微镜(AFM)等手段对所得TiO2溶胶和薄膜进行了性能表征. 采用光催化降解罗丹明B水溶液评价TiO2薄膜的光催化活性. 结果发现, 所得TiO2薄膜具有较高的透明度和光催化活性. 同时, 考察了溶胶回流温度对所制备TiO2薄膜性能的影响, 发现升高溶胶回流温度可以完善薄膜的晶型, 增大薄膜的粗糙度, 从而提高薄膜的光催化活性. 溶胶回流温度为100 ℃时所制备的TiO2薄膜具有最高的光催化活性.     

PET表面锐钛矿-板钛矿相TiO2薄膜的制备及表征

利用改进的溶胶-凝胶法在经表面改性的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)表面制备得到TiO2薄膜. 利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、UV-Vis 透光率曲线、接触角测试仪等测试手段对TiO2样品的性能进行表征.结果表明, PET表面过渡层的引入有效地改善了有机基底与无机薄膜之间的界面相容性, 在其表面形成透明、均一、附着力良好且具有光催化活性的TiO2薄膜.通过控制实验过程, 在低温下成功制备了不同锐钛矿/板钛矿比的TiO2薄膜,同时发现适量板钛矿相的存在能有效提高薄膜的光致亲水性.     

复合方式对MWCNTs/TiO2纳米复合薄膜光电化学性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了不同复合方式的系列多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes, MWCNTs)/TiO2纳米复合薄膜电极. 通过SEM表征了薄膜的表面形貌, 并测定了MWCNTs引入前后对TiO2晶型结构和光吸收性能的影响以及不同复合方式的纳米复合薄膜的光电化学特性. 结果表明, MWCNTs/TiO2纳米复合薄膜表面形成无序多孔的形貌, 其光谱吸收边可拓展到可见光区; MWCNTs底层分布的纳米复合薄膜比纯TiO2表现出更好的光电活性, 而MWCNTs在表层分布及均匀分布的纳米复合薄膜的光电活性相对较差. 依据载流子分离原理探讨了不同复合方式对纳米复合薄膜光电性能的影响, 底层分布MWCNTs的纳米复合薄膜由于MWCNTs有效地收集传递电子并阻止载流子的复合从而提高了光电化学活性.     

Photovoltaic Behaviour of Titanyl Phthalocyanine Thin Films and Titania Bilayer Films

Summary: Titanyl phthalocyanine (TiOPc) thin films were prepared using evaporation and surface polymerization by ion-assisted deposition (SPIAD) in a vacuum deposition system. These films were characterized by means of ultraviolet and X-ray photoelectron spectroscopy as well as UV/Vis absorption spectroscopy. Valence band and elemental content indicated that phthalocyanine electronic and chemical structures were largely preserved during SPIAD. Further, bilayer thin films of titania (TiO₂) and SPIAD TiOPc were prepared. TiO₂ film was deposited by reactive magnetron sputtering of TiO₂ target. Study of the structured samples was focused on the optical and electrical properties of the composite films. The films were characterized by non-contact photovoltage measurements and UV-Vis spectroscopy. These results suggest there is a possibility to use these bilayer thin films in photovoltaic solar cells, however further experiments to improve conductivity of the films will be required.     

α-Fe_2O_3-TiO_2/SA复合半导体薄膜的制备及光催化性能的研究

应用sol gel法制备纳米α Fe2O3、TiO2及α Fe2O3 TiO2粉体,并以其作前驱体制得该纳米微粒与海藻酸钠的复合膜.由红外光谱(FT IR)、X 射线粉末衍射(XRD)、荧光光谱(PL)、透射电子显微镜(TEM)和循环伏安(I V)等物理化学方法表征、测定各复合薄膜的表面结构与催化活性.紫外 可见吸光光度法等研究结果表明,以杀菌紫外灯作光源,在纳米Fe2O3、TiO2及α Fe2O3 TiO2与海藻酸钠的复合膜悬浮液中,亚甲基蓝可被快速脱色降解,若于α Fe2O3中加入15%的TiO2,其α Fe2O3 TiO2复合晶体比单一的α Fe2O3或TiO2具有更高的光降解活性.     

TixV1-xO2薄膜的光学及相变特性

采用射频磁控溅射方法,在c-Al2O3(0001)基底上制备了不同钒钛比例的TixV1-xO2(0≤x≤1)薄膜,利用X射线衍射(XRD)、拉曼(Raman)光谱、紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)光谱对薄膜结构及光学性能进行测试分析,计算薄膜的太阳能智能调节率和光学带隙.实验结果及分析表明:随着Ti含量的增加,薄膜的红外调节特性和热滞特性逐渐减弱直至消失;薄膜样品的光学带隙随着Ti含量的增加而变宽,光响应范围发生蓝移;其光学带隙随着V含量的增加而变窄,光响应范围发生红移.     

电沉积法制备介孔TiO_2/CdS薄膜光电极

采用阴极恒电位沉积法,在介孔TiO2薄膜上制备了介孔TiO2/CdS薄膜光电极,用XRD,SEM,Raman,SPS和UV-Vis等多种手段对薄膜电极进行了表征.结果表明,CdS成功沉积到介孔TiO2的表面和孔道内,形成了异质结结构.通过光电流作用谱考察了该复合体薄膜电极的光电性能,结果表明,与单纯的介孔TiO2薄膜相比,其光电转换效率显著提高,这是由于CdS具有吸收可见光的特性以及CdS与介孔TiO2形成异质结从而使得光生载流子更容易分离的结果.