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为染料敏化太阳能电池制备的氧化铁和硫化铁薄膜

DOI：10.3390/ma13081797 期刊：Materials 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要： 本文综述了氧化铁薄膜及其硫化处理在染料敏化太阳能电池（DSSC）中的应用前景。采用空心阴极等离子体射流（HCPJ）溅射法制备氧化铁薄膜，工作气体氩气中混入氧气，并以铁喷嘴作为溅射靶材。放电过程在连续模式下由恒流源供电，在脉冲模式下由恒压源供电。通过能量分辨质谱仪测量等离子体成分，同时展示了薄膜的二次电子显微镜（SEM）、能量色散X射线光谱（EDX）、吸收光谱及拉曼光谱。研究发现氧化铁薄膜颜色与其相组成存在强关联性。将氧化铁薄膜在350°C下进行硫化处理，从磁铁矿获得了较纯净的黄铁矿相，而从赤铁矿则获得含黄铁矿相杂质的白铁矿。研究表明硫化处理对薄膜微观结构影响较小。
作者： Kostyantyn Tuharin，Zdeněk Turek，Michal Zaná?ka，Pavel Kudrna，Milan Tichy
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究氧化铁薄膜及其硫化处理在染料敏化太阳能电池（DSSC）中的应用前景。

研究成果

质谱仪配合能量分析器测得所有正离子（尤其是Ar?和Fe?）的能量均低于3电子伏特。向反应腔工作气体中添加氧气会使等离子体电位向负值偏移。拉曼光谱清晰显示氧化铁薄膜颜色与其相组成存在强关联性：从磁铁矿可获得较纯净的黄铁矿相，而从赤铁矿则获得含黄铁矿相杂质的白铁矿。扫描电镜图像表明硫化处理对薄膜微观结构影响较小，该处理使光吸收范围扩展至800纳米波长。

研究不足

该研究聚焦于氧化铁和硫化铁薄膜的制备与表征，以应用于染料敏化太阳能电池，但未深入探究其在工作条件下的光伏性能或长期稳定性。

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