二氧化錫-硫族化合物裂紋半導(dǎo)體薄膜的制備及光電性能研究.pdf

1、納米半導(dǎo)體薄膜材料在能源、化工、通訊、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。本論文主要研究了幾種具有稠密網(wǎng)狀微-納裂紋結(jié)構(gòu)的薄膜半導(dǎo)體光電材料如SnO2/CdS，SnO2/CdSe和CdS的制備、表征及其光電化學(xué)性能。主要內(nèi)容如下:
　　(1)將SnCl2乙醇溶液回流和陳化制備的SnO2溶膠滴涂在導(dǎo)電玻璃上，熱處理后得到具有稠密網(wǎng)狀微-納裂紋結(jié)構(gòu)的SnO2薄膜;然后采用連續(xù)離子層吸附反應(yīng)(SILAR)法在其表面修飾光敏劑CdS納米粒子，制備出S

2、nO2/CdS異質(zhì)結(jié)層復(fù)合薄膜。用掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、能量色散X射線光譜(EDX)和X射線衍射儀(XRD)表征了SnO2/CdS的形貌和組成?？疾炝薙ILAR次數(shù)、SnO2溶膠陳化時間、犧牲劑種類對光電化學(xué)性能的影響，并予以解釋。模擬可見光源的強度為100 mW cm-2時，優(yōu)化條件下的SnO2/CdS復(fù)合薄膜作為光陽極在2 M NaOH+2 M CH3OH溶液中的飽和光電流密度可達(dá)10 mA cm-2，對應(yīng)的光電轉(zhuǎn)

3、化效率為9.4％。
　　(2)先以上述溶膠-凝膠法在導(dǎo)電玻璃上制備具有稠密網(wǎng)狀微-納裂紋結(jié)構(gòu)的SnO2薄膜，再以SILAR法在其表面修飾光敏劑CdSe納米粒子，制備出SnO2/CdSe異質(zhì)結(jié)層復(fù)合薄膜，并用SEM、XRD和拉曼光譜(Raman)表征其形貌和組成。考察了SILAR次數(shù)和犧牲劑種類對光電化學(xué)性能的影響，給出了合理解釋。在100 mWcm-2的模擬可見光源下，SnO2/CdSe復(fù)合薄膜作為光陽極的飽和光電流密度可達(dá)8 m

4、Acm-2，對應(yīng)的光電轉(zhuǎn)化效率為4.08％。
　　(3)先以氣/液界面組裝法得到CdS納米薄膜，轉(zhuǎn)移到導(dǎo)電玻璃上，再用SILAR法修飾CdS納米粒子，熱處理后得到具有稠密網(wǎng)狀微-納裂紋結(jié)構(gòu)CdS薄膜。用SEM和XRD表征其形貌與組成?？疾炝藸奚鼊┓N類對其光電性能的影響;與分別用氣/液界面組裝法和SILAR法制備的CdS薄膜的光電化學(xué)性能進(jìn)行了對比，給出了合理的解釋。在100 mW cm-2的模擬可見光源下，以氣/液組裝法和SILA