透明导电ZnO薄膜的电化学制备及性能研究

以修饰的ITO玻璃为衬底,以不同浓度Zn(NO3)2.6H2O作为电解质溶液,采用阴极恒流沉积法制备了不同纳米结构的ZnO薄膜。用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、四探针仪(RTS-8)、紫外-可见(UV-Vis)光谱仪、循环伏安等分别表征薄膜的晶相、形貌和厚度、方块电阻、紫外-可见光透过率和氧化还原电位。结果表明:低浓度溶液沉积得到的c轴取向1D ZnO纳米柱和高浓度溶液沉积得到的致密2D六方ZnO纳米片在可见光范围(400～900 nm)的透过率均可高达85%以上,方块电阻约为14.5Ω/□。两种结构的氧化还原电位有显著区别,纳米柱的为-0.54 V(vs.SCE),而纳米片的为-0.72 V(vs.SCE),说明纳米片状的ZnO薄膜具有更为良好的化学稳定性。     

还原石墨/氧化锌复合薄膜的制备及其光电转换性能

本工作研究不同过程还原的氧化石墨rGO/ZnO(reduced graphiteoxide/ZnO)复合膜的可见光激发光电转换性能。氧化石墨(GO)经KOH还原处理或NaBH4还原处理后,和氧化锌溶胶混合,通过旋涂法和热处理在F掺杂SnO2薄膜导电玻璃(FTO)衬底上形成复合薄膜。采用XRD、FTIR、FE-SEM、XPS、UV-Vis等方法对复合薄膜的晶相结构、微观形貌等进行表征,并测试了复合薄膜在可见光照射下的光电转换性能。GO的预处理过程对复合薄膜的结构影响显著,采用NaBH4对GO处理更有利于形成均匀薄膜。光电流测试结果表明不同复合薄膜均能实现可见光照射下产生光电流,其原理为rGO的光激发电子跃迁到ZnO,而空穴在rGO中迁移,在rGO与ZnO界面实现光生载流子分离。其中NaBH4处理后的rGO/ZnO复合薄膜光电流密度最大,达6×10-7A·cm-2。     

电化学法制备部分还原氧化石墨烯薄膜及其光电性能

提供了一种快速制备氧化石墨烯(GO)薄膜的方法, 并通过调节GO薄膜的含氧量来调控其能级结构.采用阳极电泳及阴极电化学还原联用的方法在F掺杂SnO₂(FTO)导电玻璃上制备出不同层数及含氧量的GO薄膜, 并通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外可见(UV-Vis)光谱、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱及电化学分析对样品进行表征. 用20-350 s 不同时间电泳沉积得到层数约为77-570层的GO薄膜. 经过不同时间阴极还原的GO薄膜的禁带宽度为1.0-2.7 eV, 其导带位置及费米能级也随之改变. GO作为p型半导体, 与FTO导电膜之间会形成p-n 结, 在光强为100 mW·cm^-2的模拟太阳光照射下, 电泳300 s 且电化学还原120 s时GO薄膜阳极光电流密度达到5.25×10^-8 A·cm^-2.     

还原石墨/氧化锌复合薄膜的制备及其光电转换性能

本工作研究不同过程还原的氧化石墨rGO/ZnO(reduced graphite oxide/ZnO)复合膜的可见光激发光电转换性能。氧化石墨(GO)经KOH还原处理或NaBH₄还原处理后, 和氧化锌溶胶混合, 通过旋涂法和热处理在F掺杂SnO₂薄膜导电玻璃(FTO)衬底上形成复合薄膜。采用XRD、FTIR、FE-SEM、XPS、UV-Vis等方法对复合薄膜的晶相结构、微观形貌等进行表征, 并测试了复合薄膜在可见光照射下的光电转换性能。GO的预处理过程对复合薄膜的结构影响显著, 采用NaBH₄对GO处理更有利于形成均匀薄膜。光电流测试结果表明不同复合薄膜均能实现可见光照射下产生光电流, 其原理为rGO的光激发电子跃迁到ZnO, 而空穴在rGO中迁移, 在rGO与ZnO界面实现光生载流子分离。其中NaBH₄处理后的rGO/ZnO复合薄膜光电流密度最大, 达6×10^-7 A·cm^-2。     

Sb掺杂ZnSnO_3透明导电薄膜:制备与性能(英文)

采用溶胶-凝胶法(Sol-Gel)和旋涂法制备了未掺杂的ZnSnO3薄膜和掺入不同物质的量的Sb的ZnSnO3薄膜。采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、霍尔效应仪(Hall)以及紫外-可见光(UV-Vis)等表征了热处理后薄膜的晶相、微观形貌、晶格缺陷、电学性能以及紫外-可见光透过率。结果表明:所有薄膜都是ZnSnO3结构;与未掺Sb的ZnSnO3薄膜相比,掺入Sb后的ZnSnO3薄膜的电阻率都有不同程度的降低,其中掺入8mol%Sb的薄膜具有最低的电阻率0.96Ω·cm;缺陷研究表明:Sb的掺入使得晶格中的间隙锌离子含量增加,这有利于薄膜电阻率的降低;薄膜的紫外-可见光(UV-Vis)表明:在波长大于475 nm的可见光范围内,掺入Sb的ZnSnO3薄膜的可见光透过率都在80%以上。