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文檔簡介
1、能源與環(huán)境問題日益嚴峻,太陽能電池面臨提高轉(zhuǎn)化效率和降低成本兩大難題。尋找廉價、環(huán)境穩(wěn)定性高、具有良好光伏效應的新型太陽能電池材料成為開發(fā)低成本太陽能電池的有效途徑。氧化亞銅(Cu2O)作為一種古老的半導體材料,重新受到人們的重視,它是一種p型直接帶隙半導體材料,禁帶寬度為2.0-2.2eV,無毒、制備成本低,吸收系數(shù)102-106cm-1,理論效率20%。在電極材料,催化領域,電子器件和氣敏元件等方面具有重要的應用。本論文通過電化學沉
2、積方法制備Cu2O薄膜及組裝Cu2O/ZnO三維異質(zhì)結,分析各沉積參數(shù)對薄膜及異質(zhì)結結構及性能的影響,找出制約Cu2O/ZnO三維異質(zhì)結電池性能的主要原因。
本論文采用電化學沉積法在溶液pH為9.0、11.5、12.0條件下分別制備出了(100)、(110)、(111)擇優(yōu)取向的Cu2O致密膜,研究了pH、溫度、電壓對薄膜結構及性能的影響。采用XRD、SEM和Uv-Vis表征了薄膜的相組成、表面形貌,以及透過率和禁帶寬度,
3、通過測試電容.電壓,表征了Cu2O薄膜的平帶電位和載流子濃度等半導體性能。由于Cu2O各晶面的原子排列不同且CH3(OH)COO-根在不同pH下對各晶面的穩(wěn)定作用不同,Cu2O薄膜的晶粒取向隨溶液pH的增加向著Cu原子多的晶面生長;Cu2O薄膜的生長屬于熱活化過程,溫度升高有利于晶粒長大;當沉積溫度為60℃,pH為11.50時,薄膜具有較高的吸光度,載流子濃度高達7.7x1018cm-3。
在pH=11.50的沉積溶液中組
4、裝了ZnO納米棒高度為4μm的Cu2O/ZnO三維異質(zhì)結,研究了沉積溫度及電壓對異質(zhì)結結構及性能的影響。低溫高電位下沉積的種子層可以避免ZnO納米棒的腐蝕,保證高溫低沉積電壓下Cu2O從下而上致密化填充ZnO納米棒陣列。高的沉積電位堵塞ZnO納米棒陣列頂部開口無法致密化填充。致密化填充的Cu2O/2nO三維異質(zhì)結具有較好的電接觸和較大的正向電流密度,但由于增大了異質(zhì)結的界面面積和晶界,產(chǎn)生大量的界面態(tài),導致電池效率僅為0.08%。未來可
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