研究目的
研究过氧化氢对喷雾热解法制备的高透射率FTO薄膜光电性能的影响,旨在提高成膜速率与质量,以应用于太阳能电池等领域。
研究成果
添加H2O2至0.04 M浓度可提升FTO薄膜的生长速率、载流子浓度、迁移率及透光率,同时降低方阻,在0.04 M时获得最佳性能。过量H2O2会阻碍氟元素掺杂并劣化电学特性。该研究表明了一种提升FTO薄膜质量以适用于光电器件的方法。
研究不足
该研究仅限于特定的过氧化氢浓度(0-0.08 M)和500°C的基底温度;未探究更高浓度或温度的情况。自制喷雾热解设备可能存在变异性,且未涉及对长期稳定性或其他基底的影响。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用喷雾热解法制备FTO薄膜,重点通过改变H2O2浓度探究其对薄膜性能的影响。理论分析模型包括:XRD用于结构分析,SEM用于形貌观察,UV-Vis用于光学特性测试,四探针法用于电学测量。
2:样品选择与数据来源:
使用玻璃基板(30×25×1 mm),经去离子水和乙醇超声清洗。前驱体溶液以MBTC为锡源、NH4F为氟源,H2O2浓度分别设置为0、0.01、0.02、0.04和0.08 M。
3:04和08 M。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括自制喷雾热解装置、D/MaX-rB型X射线衍射仪、日立S4300扫描电镜、紫外-可见分光光度计及四探针仪。材料包含MBTC、盐酸、甲醇、NH4F、去离子水、30%双氧水、压缩空气及玻璃基板。
4:4F、去离子水、30%双氧水、压缩空气及玻璃基板。 实验流程与操作规范:
4. 实验流程与操作规范:溶液A和B经磁力搅拌配制后混合H2O2,持续搅拌6小时并陈化24小时。喷雾热解工艺参数:基板温度500°C,喷嘴-基板距离3 cm,沉积时间3分钟,载气为压缩空气,薄膜自然冷却成型。
5:数据分析方法:
XRD数据采用谢乐公式分析晶体结构与晶粒尺寸,SEM获取粒径分布,UV-Vis计算透过率与带隙宽度,四探针法测量方阻,并通过公式计算载流子浓度、迁移率、平均自由程及品质因数。
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