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CdS/CdS和CdS/Dy/CdS薄膜结构及其XPS分析

邹凯 , 李蓉萍

稀土 doi:10.16533/J.CNKI.15-1099/TF.201503007

采用化学水浴法制备了结构为CdS/CdS的薄膜,并结合电子束真空蒸发法,在两层CdS之间沉积一层Dy单质制备了结构为CdS/Dy/CdS的Dy掺杂薄膜.XRD和SEM测试表明,未掺杂的薄膜为沿(111)晶面择优生长的立方相闪锌矿结构,但是含有Dy掺杂层的CdS薄膜则为立方相和六方相的混合结构,并且掺Dy后CdS的晶粒尺寸和晶格常数变大.XPS分析表明,两种样品均富Cd,掺Dy有助于降低薄膜中O和C的含量,进而抑制薄膜中氧化物的形成;未掺杂时薄膜表面和内部Cd、S的原子比分别为1∶0.63和1∶0.71,掺Dy后分别提高到1∶0.81和1∶0.83,更接近CdS的化学计量比,而且组分更加均匀.

关键词: 掺Dy-CdS , 化学水浴法 , 电子束蒸发 , 结构 , XPS

化学浴法制备CdS薄膜及其光电性能研究

焦静 , 沈鸿烈 , 王威 , 江丰

人工晶体学报

本文用氯化镉、氯化铵、硫脲和氨水的溶液体系采用化学浴沉积法合成CdS薄膜,制备出均匀、致密的CdS薄膜,通过XRD、SEM、EDS、紫外可见吸收光谱等表征手段研究了CdS薄膜的晶体结构,表面形貌,元素比例和光电性能.发现在不同水浴温度下都成功制备了CdS薄膜,其中75℃制备的CdS薄膜最为均匀致密且其XRD衍射峰强度最强,光吸收边在500 nm附近,禁带宽度大约为2.52 eV.这些CdS薄膜的光电响应大,暗态及光照下的电导率分别为1×10-4S·cm-1和1.04×10-2 S · cm-1.用它们制备的CdS/CZTS异质结太阳电池具有明显的光伏效应.

关键词: 化学浴沉积法 , CdS薄膜 , 光吸收 , 光电响应 , 电导率

溶液激发方式对化学水浴法沉积CdS薄膜生长的影响

彭星煜 , 古宏伟 , 屈飞 , 丁发柱 , 张腾 , 王洪艳

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2013.05.014

化学水浴法是目前制备CdS薄膜的主流方法之一,其中对溶液实施不同的溶液激发方式会对薄膜的性能产生很大影响.采用4种不同的溶液激发方式:搅拌法、静置法、超声法、摇晃法以化学水浴法沉积了CdS薄膜.采用台阶仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜和原子力显微镜等系统地研究了这4种不同的溶液激发方式对CdS薄膜的生长速度、晶体结构与表面形貌的影响.实验结果表明,随着沉积时间增加,CdS薄膜的厚度都会逐渐增加并最终趋于一恒定值.搅拌法与摇晃法制备的CdS薄膜具有更快的生长速度、更大的颗粒尺寸以及更加粗糙的表面形貌.采用静置法沉积薄膜在沉积时间较短时,薄膜表面存在大面积的由尺寸12 nm的小颗粒构成的区域.随着沉积时间增加,该区域面积逐渐减小进而消失.通过对薄膜表面形貌随沉积时间增加的演化过程的研究,在一定浓度下CdS薄膜的生长是离子-离子生长机制.通过对比不同溶液激发方式沉积的CdS薄膜的表面形貌,分析了不同溶液激发方式对CdS薄膜形貌的影响.

关键词: CdS , 化学水浴法 , 薄膜 , 生长机制

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

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

Pr掺杂CdS薄膜的制备及其光电性能研究

邹凯 , 李蓉萍 , 刘永生 , 田磊 , 冯松

稀土

结合化学水浴法和真空电子束热蒸发法在玻璃衬底上制备了含有不同厚度Pr掺杂层的CdS多晶薄膜,并对薄膜的结构、表面形貌和光电特性进行了研究.结果表明,未掺杂的CdS薄膜为沿[111]晶向择优生长的立方相闪锌矿结构,导电类型为N型.Pr掺杂并未改变CdS薄膜的物相结构和择优取向,但衍射峰强度增加;掺Pr后CdS薄膜的晶粒尺寸增大,致密性提高,并且薄膜在可见光范围内的透过率增加,光学带隙变大.同时还发现CdS中掺Pr后影响了薄膜的电学性能,掺杂浓度较低时CdS薄膜电阻率增大,掺杂浓度较高时薄膜的电阻率降低并且导电类型由N型转变为P型.

关键词: CdS薄膜 , Pr掺杂 , 化学水浴法 , 光学特性

化学浴沉积法制备ZnO的形成机制研究

贾伟 , 李天保 , 张竹霞 , 刘旭光 , 许并社

人工晶体学报

采用化学浴沉积法,以Zn(CH3COO)2和NH3·H2O为反应体系,研究了不同陈化时间阶段下产物的物相、形貌以及残余溶液中的Zn离子浓度.结果表明:在恒温陈化过程中,会出现中间产物ε-Zn(OH)2微晶,并且随着陈化时间的增加,这些e-Zn(OH)2微晶会逐渐转变为ZnO晶体,它们之间的相变过程虽同时遵循溶解-再结晶和固相转变两种机制,但以固相转变机制为主.

关键词: ZnO , 化学浴沉积法 , 形成机制 , 固相转变

衬底对低温化学池沉积法生长的垂直ZnO纳米棒阵列的结构、形态和光学性能的影响

孙英岚 , 边继明 , 李庆伟 , 骆英民

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2010.10153

衬底的选择是得到高质量ZnO纳米棒的一个重要因素.在95℃的较低温度下用CBD方法在不同衬底(石英玻璃,硅和ITO玻璃)上生长ZnO纳米棒阵列.X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)结果显示六角形的ZnO纳米棒致密垂直地生长在衬底上,而纳米棒的平均直径和长度则与衬底的性质密切相关.各种衬底的ZnO纳米棒阵列的室温光致发光(PL)光谱都可以观测到强烈的近带边紫外发射峰,而无论是晶体还是非晶体,经常可以观察到的与缺陷相关的深能级发射都几乎观察不到.这意味着通过这种简便的低温化学方法可以获得高光学性能的ZnO纳米棒阵列.此外,不同衬底间UV发射的小幅度迁移可以用压应力来解释,并用拉曼光谱进行了进步的证明.

关键词: ZnO , 纳米棒阵列 , 化学池沉积法 , 光致发光

NiO/AC非对称电容器电极材料的制备及性能研究

叶晓丹 , 胡建冠 , 杨倩 , 郑遗凡 , 黄宛真

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2014.13337

以硫酸镍为原料、氨水为沉淀剂,采用化学沉积法成功制备出氧化镍纳米颗粒,分别采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、热重分析仪(TGA)、物理吸附仪等测试手段对纳米氧化镍的物相、形貌和结构进行分析和表征.结果表明,所制得的纳米氧化镍为球形多孔颗粒,直径大约为200 nm.其中在300℃下热处理得到的氧化镍比表面积最大,为132 m2/g,平均孔径为7.3 nm.将其作为正极,活性炭作为负极,组装成非对称电容器,结果表明非对称电容器具有良好的电容性能和循环稳定性,在25 mA/g电流密度下,比电容达到1039 F/g,充放电效率高达98%以上.

关键词: 纳米颗粒 , 氧化镍 , 化学沉积 , 非对称电容器 , 活性炭

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