电沉积法制备CdS薄膜及其性能研究

采用电沉积法制备了CdS薄膜.分别用XRD及SEM分析了薄膜的结构和表面形貌.研究了不同温度和不同沉积电压对薄膜表面硫与镉的化学成分比的影响.最佳的沉积电压为2.5～3V之间.制作了ITO/n-CdS/p-SnS/Ag结构的太阳能电池,在100mW/cm2的光强下其开路电压0.2V,短路电流13.2mA/cm2,填充因子0.31,转换效率0.81;.     

沉积温度对电沉积PbS薄膜结构和性能的影响

采用电沉积法在ITO导电玻璃表面沉积了PbS薄膜,并用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)以及傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)对薄膜的结构和光学性能进行了表征,研究了沉积温度对薄膜的相组成、显微形貌以及光学性质的影响.结果表明:在U=3 V,pH=2.5,T=60 ℃,沉积时间为20 min,加入EDTA作络合剂的情况下,可制备出沿(111)和(200)晶面取向生长的立方相PbS薄膜.薄膜显微结构均匀而致密,随着反应温度从20 ℃增加到60 ℃,薄膜内的压应力逐渐减小,禁带宽度也随着变小.所制备的微晶PbS薄膜的禁带宽度约为0.39 eV.     

电化学共沉积法制备GaAs纳米结构薄膜及表征

以含一定比例Ga与As2O3的酸性溶液(pH=2.5)作为前驱溶液,以Pt片为对电极,饱和甘汞电极(SCE)为参比电极,室温下利用三电极电化学站在Ti衬底上恒压沉积GaAs薄膜.然后对GaAs薄膜进行退火处理.利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM),以及荧光光度计(PL)分别对不同沉积电压下所制备的薄膜的晶体结构,薄膜形貌以及光学性能进行分析表征.结果表明:沉积电压以及退火过程对GaAs薄膜的形貌、晶体结构、薄膜质量有很大影响,所制备的GaAs薄膜退火前晶化程度较低,部分粒子表现出不均匀团聚.光致发光峰为红光发射,且单色性好.退火后的GaAs薄膜为面心立方晶型,呈纳米颗粒状,薄膜的光电性能明显提高.     

电沉积制备的ZnO薄膜在染料敏化太阳能电池中光电性能的研究

采用阴极电沉积法在导电玻璃基体上制备了ZnO薄膜,研究了工艺条件对ZnO薄膜在染料敏化太阳能电池(DSSC)中的光电性能的影响.通过热分析(TG-DTA),X射线衍射(XRD)和电子扫描电镜(SEM)对ZnO薄膜的结构和形貌进行了表征.实验结果表明,电沉积制备的ZnO薄膜为纤锌矿结构,薄膜颗粒均匀,在DSSC中表现出较好的光伏性能.     

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.     

ZnO超细纳米线阵列的制备及其电化学性能

以Zn(NO₃)₂· 6H₂O和C₆H₁₂N₄为原材料,采用二步水热法在碳纤维布上合成了形貌尺寸均匀的ZnO超细纳米线阵列。用 X 射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对其晶体结构和形貌进行了表征,利用恒流充放电测试等手段对其进行电化学性能测试。测试结果表明,材料表现出优异的电化学性能。在200 mA/g的电流密度下循环150次后,ZnO超细纳米线阵列仍然约有730 mAh/g的充放电比容量,库伦效率保持在95%以上。在1 200 mA/g的大倍率条件下,材料的充放电比容量依旧可达481 mAh/g左右,表现出十分良好的循环稳定性和可逆性能,是一种较为理想的锂离子电池负极复合材料。     

乙醇溶液中电沉积CuInSe2(CIS)薄膜过程研究

采用三电极体系,以钼片为工作电极,大面积铂网为辅助电极,饱和甘汞电极(SCE)为参比电极,以氯化铜、氯化铟、亚硒酸为原料,在无水乙醇溶液中,用阴极恒流和恒压两种沉积方法制备出CIS前驱体薄膜,采用XRD和EDAX对制备的薄膜进行了表征,分析了沉积方式、镀液离子浓度、导电盐(LiCl)含量及热处理工艺等因素对薄膜成分及形貌的影响,并对电沉积CIS薄膜的机理进行了初步探讨.在最优条件下所制备的薄膜成分接近标准比且表面致密、均匀.     

常压水解-离子交换法制备TiO2负极材料及其电化学性能研究

使用Na盐和K盐通过常压水解-离子交换法合成了"海藻球"状锐钛矿型TiO2.材料表面包裹着超细的纳米TiO2晶须,交错形成三维、相互连接的纳米孔锐钛矿结构.用X射线衍射和扫描电镜对其晶体结构和形貌进行了表征,并对其进行储锂电化学性能测试.材料表现出优异的电化学性能,在100 mA·g-1的电流密度下,首次放电比容量达347 mAh·g-1和242 mAh·g-1,Na盐法制备的TiO2具有较好的倍率性能,在2000 mA·g-1的电流密度下,首次放电比容量分别达168 mAh·g-1,且循环性能良好,循环20圈后仍然保持在153 mAh·g-1.     

GaAs纳米薄膜的分步电沉积制备及表征

采用分步电化学沉积法,在FTO玻璃基底上成功制备出GaAs薄膜.采用高分辨X射线衍射仪(HRXRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、紫外可见光光度计(UV-Vis)、荧光光度计(PL)对不同退火工艺下所制备的薄膜的晶体结构、形貌及光学性能进行表征.结果表明:GaAs薄膜为面心立方晶系,沿(111)方向择优生长.随着退火温度的升高,薄膜内颗粒逐渐增大,Ga与As原子量比发生变化,Eg值减小,光致发光峰为红外发射峰.同时对其形成机理进行了探讨.     

p型Cu2O 半导体薄膜的电化学沉积研究

以透明导电玻璃(ITO)和铜片为工作电极,用简单铜盐通过阴极还原制备了Cu2O 薄膜.采用X射线衍射(XRD) 和扫描电镜(SEM)研究了反应温度、pH值和电流密度对Cu2O 薄膜的微观结构和表面形貌的影响,并对薄膜的生长机理进行了讨论.结果表明:溶液的温度对Cu2O晶体的微观结构无显著影响,而溶液的pH值对Cu2O 的生长取向影响明显.在双电极的作用下,电沉积Cu2O薄膜的工作电流可以达到6 mA·cm-2,远远高于文献报导在三电极体系下低于1 mA·cm-2的工作电流密度.     

电化学技术制备白钨矿单元多晶薄膜的生长特性研究

在室温下用电化学技术进行沉积白钨矿AMO4(A:Ba、Sr,M:W、Mo)晶态薄膜开展过比较系统地研究,特别是对薄膜从在金属基底M上开始成核到薄膜制备完成的不同时间内制备的样品进行了SEM、EDX和XRD等测试分析.通过集中对不同体系钼酸盐和钨酸盐薄膜的生长过程和生长习性定性地进行对比分析,结果表明:(1)对于相同的电解质溶液、不同的金属基底,在钨片上薄膜更容易形成晶核和晶粒,在薄膜生长初期,钨片上薄膜成核速率小,晶粒粒度大,晶粒生长速率大,成膜时间长,钼片反之;(2)对于相同的金属基底、不同的电解质溶液,在薄膜生长初期,BaMO4薄膜最早的成核时间要早,BaMO4薄膜成核速率小,晶粒生长速率大,晶粒粒度大,成膜时间短;SrMO4薄膜反之;(3)薄膜上晶粒的取向与基底无关,而与电解质溶液中的阳离子有关.     

电沉积法制备ZnO纳米棒阵列及其发光特性

本文以掺F的SnO2导电玻璃为基板,以硝酸锌水溶液为电解液,采用三电极恒电位体系电沉积制备ZnO纳米棒阵列,系统考察了硝酸锌浓度和沉积电位等工艺参数对ZnO纳米棒阵列的微观形貌及其发光性能的影响规律.结果表明,硝酸锌浓度和沉积电位对纳米棒阵列的形貌有显著影响,控制适宜的工艺条件可以制备出直径分布均匀、结晶性好且纯度高的六方纤锌矿ZnO纳米棒阵列.荧光光谱分析表明,电沉积制备出的ZnO纳米棒阵列在385 nm附近有一个强荧光发射峰,且发光性能稳定、对纳米棒阵列微观形貌的细微变化不敏感,使其在发光二极管和激光器等领域具有广阔的应用前景.     

pH值对电沉积PbS薄膜结构和性能的影响

采用阴极恒电压法在ITO导电玻璃表面沉积了PbS薄膜,并用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)以及傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)对薄膜的结构和光学性能进行了表征,研究了沉积液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U=3 V,pH=2.4,沉积时间为20 min,加入EDTA作络合剂的情况下,可制备出沿(111)和(200)晶面取向生长的立方相PbS薄膜.薄膜均匀而致密,随pH值增加,薄膜的压应力及禁带宽度呈现先减小后增大的变化趋势.所制备的微晶PbS薄膜的禁带宽度约为0.38～0.39 eV.     

采用电化学技术制备SrMoO4薄膜的生长特性实验研究

采用恒电流电化学技术直接在金属钼片上制备了具有白钨矿结构的钼酸锶(SrMoO4)多晶薄膜,着重在实验上研究了薄膜的晶体生长特性.研究表明,采用电化学技术制备SrMoO4晶态薄膜时,薄膜的生长具有如下特点:(1)晶核生成需要一定的时间,但晶核一旦生成,其形貌就比较完整;(2)晶核和晶粒优先选择在基体缺陷(折叠、划痕、缺陷、凹凸不平等)处生长和堆砌;(3)基体上晶粒的数量随着制备时间的增加而增加,晶粒的尺寸随着时间的增加而长大,晶粒逐渐从基体表面上的稀疏分布直到布满整个基体;(4)晶粒的{111}面总是显露的;(5)在薄膜生长的整个过程中,晶粒基本上以其c轴垂直于薄膜基体表面进行的.上述研究结果对进一步认识薄膜的晶体生长和利用电化学法制备晶态薄膜都具有重要意义.     

室温电化学法制备白钨矿SrWO4晶态膜的生长特性研究

采用恒电流电化学技术直接在金属钨片上制备了具有白钨矿结构的钨酸锶(SrWO4)晶态薄膜,通过SEM和EDX测试分析方法,研究了薄膜在不同的生长阶段(包括薄膜从最初成核并开始生长,到薄膜布满整个基片,即薄膜生长结束)的生长特性.研究结果表明,SrWO4晶核和晶粒优先选择在基片的缺陷处堆砌生长,在薄膜生长的初期,一定数量的WO4负离子配位多面体沉积在基片上并形成具有白钨矿结构的骨架,继而Sr2+对该骨架进行填充,由此形成晶核和晶粒;随着沉积时间的延长,晶粒密度不断增大,晶核和晶粒也不断长大,并沿着c轴生长的方向开始分叉,晶粒越大分叉越多;最终,当SrWO4薄膜生长过程结束时,团簇生长的花菜状晶粒布满整个基片,形成致密的薄膜.该研究结果对晶态薄膜电化学制备生长机制的认识、以及采用电化学方法制备晶态薄膜的工艺调控都具有重要意义.     

电铸自支撑金刚石-镍复合膜的制备

用电铸方法,采用低应力电镀液,制备出了自支撑金刚石-镍复合膜.电镀液PH值3.8-4.2,温度40～60℃,阳极与阴极间距100～150mm.用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)方法检测了复合膜的表面形貌、晶体显微结构和复合膜中金刚石颗粒的分布情况.结果表明:阴极电流密度对自支撑金刚石-镍复合膜的品质影响很大,当阴极电流密度从1.3 A/dm2增加到3.3 A/dm2时,复合膜的显微应变从0.36;减小到0.28;;随着阴极电流密度的增加,复合膜中金刚石颗粒的含量增加.