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《AIP会议论文集》[作者 第三届汽车创新与绿色能源汽车国际会议论文集:AIGEV 2018——马来西亚关丹(2018年7月25-26日)] - 作为太阳能电池有前途的材料和缓冲层的In2S3薄膜的化学浴沉积
摘要: 铜(I)和铟薄膜通过化学浴沉积法(CBD)获得。采用X射线光电子能谱(XPS)重点研究了它们的元素组成和微观结构。通过扫描电子显微镜(SEM)测定了薄膜表面微观结构随反应浴温度和成分的变化情况。
关键词: 化学浴沉积、太阳能电池、薄膜、缓冲层、硫化铟(In?S?)
更新于2025-11-21 11:20:48
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化学浴沉积法制备的PVA包覆SnS薄膜的结构与光学研究及其在太阳能电池中的应用
摘要: 采用简单低成本的湿化学法——化学浴沉积(CBD),在不同镀液温度(50-80°C)下成功在玻璃基底上制备了聚乙烯醇(PVA)包覆的硫化亚锡(SnS)薄膜,适用于低成本光伏器件应用。X射线衍射分析表明沉积薄膜具有多晶特性,呈现以SnS(040)晶面强峰为特征的正交晶系结构,该结果经拉曼分析进一步验证。红外光谱除显示SnS特征吸收带外,还检测到PVA对应的吸收峰。扫描电镜与原子力显微镜研究表明,沉积的SnS薄膜均匀且呈纳米结构,平均粒径为4.9至7.6纳米。光学测试显示该薄膜层具有强吸收特性,光学吸收系数达~10? cm?1。随着镀液温度升高,光学带隙从1.92 eV降至1.55 eV,其观测值高于块体材料的1.3 eV,可能源于量子限域效应?;诠庋Т吨导扑愕牧>督峁嘟辛颂致邸?
关键词: 结构特性、光学特性、SnS薄膜、聚乙烯醇、封端剂、化学浴沉积
更新于2025-11-21 11:18:25
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用于Pt/CdS/SnS:In/Mo光阴极的SnS:In薄膜化学浴沉积法
摘要: 通过化学浴沉积法在酸性溶液中于钼基底上制备了SnS:In薄膜。研究了不同铟掺杂浓度对SnS薄膜形貌、结构、光学性能及相纯度的影响。沉积的SnS:In薄膜中存在大量片状颗粒。铟掺杂会降低沉积薄膜的厚度。对SnS:In(10 at.% In)薄膜的光电化学(PEC)特性研究表明,退火工艺可增强其PEC性能。制备的Pt/CdS/退火SnS:In/Mo光阴极能将-0.4 V偏压下的光电流密度进一步提升至0.790 mA·cm?2。
关键词: 薄膜,化学浴沉积,硫化锡,光电流
更新于2025-09-23 15:21:21
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通过能带排列提升纳米结构CuO-ZnO太阳能电池的性能
摘要: 在本研究中,我们探究了钴掺杂对纳米结构ZnO/CuO异质结太阳能电池能带排列及性能的影响。通过低温、低成本的化学浴沉积技术制备了ZnO纳米棒和CuO纳米结构。利用X射线光电子能谱估算了Zn1?xCoxO(x=0、0.05、0.10、0.15和0.20)与CuO纳米结构间的能带偏移,发现其与CuO的导带偏移减小,进而提升了开路电压。研究表明,适量钴掺杂能有效钝化ZnO相关缺陷,形成适宜的导带偏移,抑制界面复合并增强导电性与载流子迁移率。电容-电压分析证实钴掺杂可有效增大耗尽层宽度和内建电势。阻抗谱分析显示,10%钴掺杂时复合电阻增至最大值,从而降低了界面电荷复合。此外,在活性层(CuO)与金电极间插入薄层三氧化钼(MoO3)可阻碍肖特基结形成并改善界面电荷提取。当采用10%钴掺杂ZnO和20纳米厚MoO3缓冲层时,ZnO/CuO太阳能电池实现了2.11%的最佳光电转换效率。本研究成果揭示了能带排列对ZnO/CuO异质结太阳能电池性能的关键作用,为提升氧化物基异质结太阳能电池转换效率提供了研究方向。
关键词: 纳米结构、太阳能电池、X射线光电子能谱、功率转换效率、氧化钼、化学浴沉积、能带排列、CuO-ZnO、钴掺杂
更新于2025-09-23 15:21:01
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能带失配与形貌对In?O?-CNTs在染料敏化太阳能电池中电子传输的影响
摘要: 本研究通过化学浴沉积技术,揭示了基于In2O3-MWCNTs(0.4和0.5 wt.%)的染料敏化太阳能电池(DSSC)性能退化的关键机制。与In2O3-MWCNTs(0.5 wt.%)相比,In2O3-MWCNTs(0.4 wt.%)展现出0.312%的最高光电转换效率,其电子复合速率keff更低(1256.72 s?1),电子寿命seff更快(0.80 ms)。In2O3光阳极导带与FTO之间的能带失配导致In2O3-MWCNTs(0.5 wt.%)出现严重电子复合。因此,本研究可作为DSSC中In2O3材料MWCNTs最佳掺杂浓度(0.4 wt.%)的基准参考。
关键词: 电子传输、光学、染料敏化太阳能电池、化学浴沉积、In2O3-CNTs
更新于2025-09-23 15:21:01
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经退火处理的GaN衬底上ZnO纳米棒形成的高度整流异质结
摘要: 我们研究了热退火对基于p型GaN衬底上单根n型ZnO纳米棒构成的纳米尺度p-n异质结电学性能的影响。通过化学浴沉积法在普通GaN衬底和聚焦离子束光刻局部图案化的衬底上制备ZnO纳米棒。利用扫描电子显微镜真空腔室中的纳米探针测量单根纳米棒异质结的电学特性。聚焦离子束光刻实现了ZnO的均匀成核,从而获得均匀生长的ZnO纳米棒。聚焦离子束形成的ZnO纳米棒与GaN衬底界面特定构型抑制了表面漏电流并改善了电流-电压特性。通过在氮气中退火结构进一步优化电学性能,该方法能抑制缺陷介导的漏电流并提高载流子注入效率。
关键词: 化学浴沉积、纳米级异质结、氧化锌纳米棒、扫描电子显微镜中的纳米探针、电流-电压特性、退火、聚焦离子束图案化
更新于2025-09-23 15:19:57
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镍掺杂氧化锌纳米棒阵列的制备及其在紫外光探测器中的应用特性研究
摘要: 本研究探究了不同镍(Ni)掺杂量氧化锌(ZnO)纳米棒(NRs)的结构形貌、晶格及光学特性。采用射频磁控溅射技术在康宁玻璃基底上生长100 nm ZnO籽晶层,并通过化学浴沉积法制备纳米棒阵列。EDX光谱检测显示样品镍浓度为1.06 at%。所有纳米棒均呈现六方纤锌矿结构并沿c轴择优生长?;诮鹗?半导体-金属(MSM)结构,通过光刻工艺制备了镍掺杂氧化锌(NZO)纳米棒紫外光电探测器(PDs),经500°C退火处理后获得优异性能并降低氧空位(~560 nm)。结果表明:NZO纳米棒对紫外PD应用具有卓越的光敏性,其上升/衰减时间快于纯ZnO。当施加3V偏压并采用380nm紫外光照时,不同镍含量(0、4和8 mM)ZnO PDs的灵敏度分别为71.45、393.04和238.75。
关键词: 纳米棒阵列、光刻工艺、化学浴沉积、紫外光电探测器、镍掺杂氧化锌
更新于2025-09-23 15:19:57
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化学沉积CdS薄膜对常见无机基底的附着性:溶液中Cd<sup>2+</sup>浓度、基底表面化学性质及反应温度的影响
摘要: 化学溶液沉积的硫属化物薄膜在碱性溶液中与基底结合不良是当前存在的技术问题。然而该问题常被轻视,因为通常通过采用预敏化基底或凭经验改变沉积参数直至"找到"合适化学配方就能解决?;谡庑┰?,此前学界未对该附着问题开展研究。本研究以CdS为例深入探讨附着机制:选用浮法玻璃(不同锡含量)作为基底,发现基底表面化学成分与反应溶液中Cd2+浓度对CdS薄膜附着均具重要影响,温度也呈现显著效应。该结论在氧化铟锡和硅片表面同样成立。我们提出普适性表面反应机理模型:既考虑基底活性位点与反应液中的羟基-镉-硫脲络合物,又包含形成表面中间体(该中间体解离为键合基底的CdS分子与副产物)。薄膜附着强度取决于表面中间体生成量,因此促进其形成的条件(高试剂浓度、高活性基底位点、低反应温度)均有利于提升附着性能。
关键词: 浮法玻璃,X射线光电子能谱(XPS),化学浴沉积,薄膜附着力,氧化锡
更新于2025-09-23 23:12:12
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基于ZnO/GaN的发光二极管中的电流扩展长度与注入效率
摘要: 我们报道了基于非故意掺杂ZnO/p-GaN异质结构发光二极管(LED)的载流子注入特性。这些LED由化学浴沉积(CBD)法在无需任何籽晶层的p-GaN模板上生长ZnO层构成。该ZnO层(约1微米厚度)由部分融合的ZnO纳米棒密集集合体组成,呈纤锌矿相并具有显著垂直取向,其密度取决于CBD过程中的溶液浓度。由于p-GaN层导电性有限,n区复合强烈依赖于来自p接触的空穴扩散长度Lh。此外,Lh评估较为困难,通常需要设计和制备多个LED测试结构。我们提出一种仅基于I-V特性简单分析即可计算Lh的有效方法,以及通过非圆形电极几何结构提升n区注入效率的方案。特别证实,叉指电极结构在实现n区向p区空穴注入方面效率更高。
关键词: 氧化锌(ZnO)纳米棒,ZnO/GaN异质结构,基于ZnO/GaN的发光二极管(LED),接触注入,电流扩展长度,化学浴沉积(CBD)
更新于2025-09-16 10:30:52
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退火ZnO微米棒中缺陷相关可见发光增强的起源
摘要: 我们报道了对氧化锌微米棒发光特性的深度分析。研究发现缺陷发射与带间发射存在显著关联。这些氧化锌微米棒采用低温化学浴沉积法(CBD)生长,呈现出具有不同分支数量的完美六方晶面结构。拉曼研究表明,这些微米棒含有源自化学浴沉积前驱体溶液的羟基锌(OH)和氨基(NH)缺陷。通过热退火处理可消除这些缺陷,扫描电子显微镜和X射线衍射证实这导致微米棒内部发生再结晶并在表面形成结构缺陷。更重要的是,热退火过程中NH缺陷的分解使氧化锌微米棒产生了氮掺杂效应。这些结构变化与氮掺杂共同导致光致发光(PL)光谱发生显著改变:自由激子紫外发射(Y带)和可见光(白光)发射强度均明显增强。对紫外与可见光发射的深度低温PL研究表明,结构缺陷束缚激子紫外发射(Y带)与深能级施主(可见光)发射之间存在强相互作用,这揭示了复杂的发光机制——高温退火后Y带态与缺陷态之间高效的非辐射能量转移,最终增强了氧化锌微米棒的可见光发射。
关键词: 氮掺杂、化学浴沉积、光致发光、氧化锌微棒、热退火、缺陷发射
更新于2025-09-16 10:30:52