超声合成纳米硫化镉及苯酚在其修饰电极上的电化学行为研究

采用一种快捷的超声化学方法成功合成了纳米级的硫化镉颗粒(CdSNCs),并进行X粉末衍射、透射电镜以及扫描电镜观察,合成物的颗粒直径平均在2 ～5 nm,形貌均一.将该材料用于制备一种电化学传感器,纳米硫化镉修饰电极对苯酚的电化学氧化有明显的催化作用,对苯酚的检测和分析有良好的响应.采用循环伏安法、微分脉冲伏安法研究苯酚在纳米硫化镉修饰电极上的电化学行为,结果显示,实验条件下苯酚在CdSNCs修饰电极上的氧化反应受扩散过程控制,为前行化学反应 (CE),催化氧化峰电流与苯酚浓度在2.0×10-7 ～2.0×10-4 mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限达2.0×10-8 mol/L(S/N=3).     

硫化镉纳米粒子的合成及发光性能

采用多元醇方法制备了硫化镉纳米粒子, 利用X射线衍射仪、透射电子显微镜和扫描电子显微镜等技术对样品的微观结构、粒径大小和形貌进行了分析. 结果表明, 所得硫化镉纳米粒子粒径均一, 形貌均为球形. 光致发光性质研究结果表明, 所得纳米粒子具有较好的蓝光发射性能.     

利用飞秒技术研究电荷转移动力学（英文）

光催化材料和技术可合理利用太阳能,完成能量转化与存储,并实现环境治理和双碳目标.光催化剂活性是影响其效率的关键,因此光催化剂的合理设计成为研究热点.为抑制光生电子和空穴的快速复合并拓展单一光催化剂的光吸收范围,可通过构建异质结特别是新兴的梯型(S型异质结)的策略.在保有体系最大氧化还原能力的同时,实现光生电荷的有效分离.可通过原位光照X射线光电子能谱和原位光照原子力显微镜等技术研究梯型异质结的电荷转移机制,然而,目前尚缺少对于异质结界面处瞬态动力学的深入研究.近期,中国地质大学(武汉)余家国教授、张留洋教授与湖北文理学院梁桂杰教授合作,通过原位生长策略,在芘基共轭聚合物(PDB)表面原位生长硫化镉(Cd S)纳米晶体,制备了一系列硫化镉/聚合物梯型异质结(CPDB),并系统地研究了异质结界面处的稳态电荷分布以及瞬态电荷转移动力学.密度泛函理论计算和开尔文探针测试结果表明,暗态下电子由PDB向Cd S转移,并在界面处形成内建电场和能带弯曲.原位光照X射线光电子能谱表明,在内建电场和能带弯曲的驱动下, Cd S的光生电子与PDB的光生空穴复合,而PDB的光生电子与Cd S的光生空穴得以保留...     

不同环境下硫化镉/铜基薄膜异质结退火对太阳电池性能调控

高效铜基薄膜太阳电池通常采用无机n型半导体材料CdS作为缓冲层,因此,缓冲层与吸收层之间的界面质量和能带匹配对载流子的收集利用至关重要.在优化CdS基础工艺的基础上,在含硫气氛下对硫化镉/铜基薄膜异质结进行退火的策略进一步提高CdS薄膜质量,并将其应用到铜基太阳电池,调控铜基薄膜电池p-n异质结能带匹配.研究表明, CdS薄膜在含硫的惰性气氛中退火可以有效提高CdS薄膜的结晶质量并抑制CZTS/CdS异质结界面的非辐射复合,器件的开路电压得到大幅提升,最高可达718 mV.在器件效率方面,基于溅射法的CZTS太阳电池效率从3.47%提升到5.68%,约为不退火处理的2倍.该研究为铜基薄膜太阳电池器件实现高开路电压提供了可靠的工艺窗口.同时,有力地说明了退火气氛选择对于CdS质量以及CZTS/CdS异质结能带匹配的重要性,除了界面互扩散以外,对薄膜材料组分及其结晶性等均实现了调控.