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纳米Ag2S/TiO2异质复合薄膜的制备和光电性能

金立国 , 吴泽 , 韦天新 , 翟锦 , 赵晓旭 , 张显友

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2011.02.003

以异丙醇钛(C12H28O4Ti)为主要原料合成氧化钛(TiO2)前驱体溶胶,并结合230℃水热处理得到TiO2溶胶,利用电流体动力学(EHD)技术在掺氟氧化锡导电(FTO)玻璃基片上镀膜,450℃高温煅烧制备具有多级结构锐钛矿TiO2纳米薄膜.以硝酸银(AgNO3)及硫化钠(Na2S)分别为银源和硫源,采用化学浴沉积技术在TiO2薄膜上沉积制备了纳米硫化银敏化的异质复合薄膜.采用X射线衍射(XRD)、电子扫描电镜(SEM)、电子透射电镜(TEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis absorbance spectra)对薄膜结构和性能进行表征,并对制备的复合薄膜组装光电化学电池进行了光电性能测试.结果表明,纳米TiO2薄膜具有亚微米球簇堆积结构,球簇之间形成尺寸连续分布的微纳通道.异质复合薄膜中硫化银以尺寸为3-5nm范围内纳米颗粒形式存在.UV-vis absorbance spectra证实量子点的量子限域效应.光电化学性能测试表明,该复合薄膜具有光电响应特性,但光电性能信号随时间发生衰减现象.

关键词: 纳米Ag2S , TiO2 , 光电化学电池 , 异质复合薄膜 , 水热法 , EHD , 化学浴沉积

化学浴沉积法制备防污自洁聚偏氟乙烯膜

郑振荣 , 顾振亚 , 霍瑞亭 , 叶永红 , 张之秋

高分子材料科学与工程

基于"荷叶效应"原理,利用聚偏氟乙烯(PVDF)涂膜构筑微米结构,氧等离子体诱导化学沉积法构筑纳米结构.采用接触角测量仪、原子力显微镜及X光电子能谱仪等研究了PVDF膜表面的微结构及化学组成与疏水性能的关系.结果显示,PVDF溶液涂膜后可形成直径8μm的微球,甲基三氯硅烷修饰的PVDF膜与水的接触角为157°;二甲基二氯硅烷/甲基三氯硅烷混合液修饰的PVDF膜的表面接触角为155°,滚动角2°;集灰实验证明,两种修饰方法制备的PVDF膜均具有良好的防污自洁性能.

关键词: 荷叶效应 , 超疏水性 , 化学浴沉积 , 防污自洁

垂直导电衬底的ZnO纳米片的制备及其染料敏化太阳电池的性能

王艳香 , 黄丹丹 , 杨志胜 , 黄丽群 , 范学运 , 李家科 , 孙健

人工晶体学报

介绍了二水乙酸锌/甲醇体系和硝酸锌/尿素体系制备垂直导电衬底的多孔ZnO纳米片、相应染料敏化太阳电池的性能以及制备垂直导电衬底ZnO纳米片体系的发展和现状.硝酸锌/尿素体系更易得到垂直导电衬底的多孔ZnO纳米片,而采用二水乙酸锌/甲醇体系,既可得到垂直导电衬底的多孔ZnO纳米片,也可得到由纳米片组成的多级结构微球.当前,硝酸锌/尿素体系制备的垂直导电衬底的ZnO纳米片的电池最高光电转换效率已达6.06%.

关键词: 染料敏化太阳电池 , ZnO纳米片 , 化学浴沉积 , 光电转换效率

CdS量子点敏化纳米TiO2异质薄膜的制备和表征

金立国 , 李继伟 , 韦天新 , 翟锦 , 赵晓旭 , 张显友

功能材料

以异丙醇钛(C12H28O4Ti)为主要原料合成氧化钛(TiO2)前驱体溶胶,并结合230℃水热处理得到TiO2溶胶,利用电流体动力学(EHD)技术在掺氟氧化锡导电(FTO)玻璃基片上镀膜,450℃高温煅烧制备具有多级结构锐钛矿TiO2纳米薄膜.以硝酸镉(Cd(NO3)2)及硫化钠(Na2S)分别为镉源和硫源,采用化学浴沉积技术在TiO2薄膜上沉积制备了量子点敏化的异质薄膜.采用X射线衍射(XRD)、电子扫描电镜(SEM)、电子透射电镜(TEM)以及紫外-可见吸收光谱(UV-Vis absorbance spectra)对薄膜结构和性能进行表征.结果表明,纳米TiO2薄膜具有亚微米球簇堆积结构,球簇之间形成尺寸连续分布的微纳通道,便于溶液的浸润和离子的表面吸附.敏化制备异质薄膜中硫化镉以量子点状态存在,晶粒尺寸为3~5nm范围内.UV-Vis吸收光谱证实量子点的量子限域效应,吸收发生蓝移现象.

关键词: CdS量子点 , TiO2 , 异质薄膜 , 水热法 , EHD , 化学浴沉积

水浴温度对化学浴沉积制备的CdxZn1-xS薄膜光电性能的影响

焦静 , 沈鸿烈 , 李金泽

人工晶体学报

采用氯化镉,氯化锌,硫脲,柠檬酸钠和氨水构成的溶液体系通过化学浴沉积法合成CdxZn1-xS薄膜,采用SEM、EDS、XRD和紫外可见近红外分光光度计等表征手段研究了CdxZn1-xS薄膜的形貌、组分、相结构和光学性能,测试了薄膜的光电流响应曲线进而对薄膜的光电性能进行了分析.结果表明,在65 ~ 85℃水浴温度下均可以制备CdxZn1-xS薄膜,随着水浴温度升高,薄膜中Zn的原子比例相对增加,光学带隙增大;制备的薄膜均显示了明显的光电导现象.75℃制备的薄膜的表面最为平整致密,结晶性最好,光学带隙为2.72 eV,光暗电导比为1.20;光源关闭后电流下降过程最快,关闭10 s后电流下降了约69.39%.

关键词: 化学浴沉积 , CdxZn1-xS薄膜 , 光电流响应 , 光电导

化学浴沉积法合成硒化铋纳米结构薄膜

孙正亮 , 陈立东

材料科学与工程学报

近年来,低维热电材料以其优越的性能而受到研究人员的关注,但合成方法多局限于成本较高的物理法.本文采用简便的化学浴沉积法成功地制备出硒化铋纳米结构薄膜.以硝酸铋、硒代硫酸钠分别作为铋源和硒源,以氨三乙酸作为配位剂,在硅片上沉积出由[001]取向的纳米片组成的硒化铋纳米结构薄膜.薄片厚度在50~100nm.性能表征显示合成出的薄膜室温下电导和赛贝克系数分别为9.2×10~3Sm~(-1)和-98μVK~(-1).该法具有低成本、易操作、易于大规模生长等优点,为薄膜的器件化打下基础.

关键词: Bi_2Se_3薄膜 , 化学浴沉积

CdS纳米晶颗粒薄膜的制备及其光学特性研究

赵湘辉 , 魏爱香 , 招瑜

人工晶体学报

采用化学浴沉积法,以CdCl2·H2O、CS(NH2)2、NH4Cl、NH3·H2O和去离子水作为反应前驱物,在不同的氨水浓度下制备CdS纳米晶颗粒薄膜.通过扫描电镜、X射线衍射、X射线能量色散谱、紫外-可见光透射光谱、椭圆偏振光谱等方法,研究了反应前驱物中氨水浓度对CdS纳米晶颗粒薄膜的表面形貌、晶体结构、S/Cd原子比、光透过率、光学带隙、折射率、消光系数和光学吸收边等物理性能的影响.结果表明:反应前驱物中氨水浓度在0.4~1.0mol/L范围内,可以在衬底上形成均匀致密的CdS纳米晶颗粒薄膜.随着氨水浓度的增加,CdS纳米晶的平均晶粒尺寸逐渐减少,S/Cd原子比逐渐增加,由富Cd型转变为富S型,禁带宽度逐渐增加.在500~1000 nm波段内,折射率的平均值为1.75;消光系数k小于0.07.

关键词: CdS薄膜 , 化学浴沉积 , 折射率 , 消光系数 , 光学带隙

化学浴沉积过程中的氧化锌微米棒与纳米棒研究

杨詹 , 施媛媛 , 孙喜莲 , 曹鸿涛 , 卢焕明 , 刘旭东

材料导报

采用化学浴沉积法在氧化锌种子层上制备了整齐有序且具有c轴取向的氧化锌纳米棒,同时还出现了自由分布的微米棒,其生长速度高于纳米棒,且生长模式符合扩散控制"Ostwald熟化"机制,但纳米棒生长过程的影响因素除扩散过程外还有形核密度、生长界面的反应动力学等.并研究了氧化锌纳米棒的微观结构和光学性质.

关键词: 氧化锌 , 微米棒 , 纳米棒 , 化学浴沉积

退火时间对PbS薄膜结构和光学特性的影响

武怡 , 高斐 , 刘生忠 , 马笑轩 , 王浩石 , 宋飞莺 , 陈彦伟

材料导报

利用化学浴沉积法在玻璃衬底上50℃沉积3h制备硫化铅(PbS)纳米晶薄膜.将得到的PbS薄膜在300℃氮气中进行不同时间(0~120min)的退火.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和紫外-可见-近红外分光光度计对PbS薄膜的结构和光学特性进行研究.PbS薄膜在玻璃基底上粘附力较强,结晶度良好,呈面心立方结构且沿(111)方向择优生长.不同的退火时间导致PbS薄膜的结构、形貌、光学特性均产生明显差异.退火30 min的PbS薄膜的结晶度最好,其带隙变化范围为0.90~1.70 eV.

关键词: PbS薄膜 , 化学浴沉积 , 薄膜结构 , 光学特性

化学浴沉积法制备ZnS薄膜的结构及可见-近红外光谱特性研究

刘颖 , 缪彦美 , 郝瑞亭 , 郭杰 , 杨海刚

人工晶体学报

采用化学水浴法,以ZnSO4、柠檬酸钠、NH3·H2O、SC(NH2)2为反应物,在玻璃衬底上制备了ZnS薄膜,采用XRD、SEM、分光光度计、台阶仪等手段研究了水浴温度、沉积时间、pH值等条件对ZnS薄膜的晶体结构、表面形貌、光学性能的影响.结果表明,ZnS薄膜经退火后出现明显特征衍射峰,为闪锌矿结构,可见光范围内平均透过率均大于80%.经过工艺优化,在水浴温度为80℃、沉积时间为1h、pH=10条件下沉积的ZnS薄膜表面均匀致密,可见光范围内平均透过率为89.6%,光学带隙为3.82 eV,适合做铜铟镓硒和铜锌锡硫薄膜太阳电池的缓冲层.

关键词: ZnS薄膜 , 缓冲层 , 化学浴沉积 , 透过率

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