Cu 2 O/TiO 2 異質(zhì)結(jié)薄膜的制備及其光電性能的研究
發(fā)布時(shí)間：2021-10-29 07:40
Ti O2作為一種常見的半導(dǎo)體材料,具有絕緣體及金屬材料不具有的優(yōu)點(diǎn)（熱敏性、光電特性和摻雜特性等）,在太陽(yáng)能電池、光催化水解、生物醫(yī)學(xué)、廢水處理、土壤凈化、重金屬的去除、食品和化妝品工業(yè)中都有巨大的潛力。然而,禁帶寬度寬及光生電子-空穴容易復(fù)合的缺點(diǎn)大大限制了TiO2在太陽(yáng)能電池中的廣泛應(yīng)用。本文采用Cu2O窄禁帶半導(dǎo)體對(duì)TiO2進(jìn)行復(fù)合,研究制備工藝和Cu2O形貌對(duì)異質(zhì)結(jié)薄膜光電性能的影響,主要內(nèi)容如下:采用水熱的方法成功制備了TiO2納米片,制備好的Ti O2納米片需要在450℃條件下退火2 h,XRD結(jié)果顯示實(shí)驗(yàn)制備的TiO2納米片為銳鈦礦相結(jié)構(gòu),光學(xué)性能測(cè)試顯示TiO2納米片幾乎不吸收可見光,光電化學(xué)測(cè)試顯示純TiO2納米片在可見光光照下產(chǎn)生的光電流值0.048μA/cm2。用Cu2O窄禁帶半導(dǎo)體對(duì)TiO2...
【文章來(lái)源】：太原理工大學(xué)山西省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
(a)晶體硅太陽(yáng)能電池；(b)薄膜太陽(yáng)能電池Fig.1-1(a)Crystallinesiliconsolarcells;(b)thin-filmsolarcell
晶格常數(shù)/nmb=0.3776 b=0.4548 b=0.918c=0.9486 c=0.2953 c=0.515相對(duì)密度(g/cm3) 3.8 4.2 4.12熔點(diǎn)(℃) 轉(zhuǎn)變成金紅石 1800-1875 轉(zhuǎn)變成金紅石介電常數(shù) 48 114(90℃) 78莫氏硬度 5.5-6 6-7 5.5-6.2.2 TiO2的主要結(jié)構(gòu)二氧化鈦，分子式 TiO2，自然界中主要存在三種同素異形體，銳鈦礦型、金紅石板鈦礦型，如圖 1-2 所示，三種晶型中金紅石型是最為穩(wěn)定的，銳鈦礦型在室溫和狀態(tài)下較穩(wěn)定，在高溫條件下，轉(zhuǎn)變成金紅石相的 TiO2，而且轉(zhuǎn)變不可逆，金紅石iO2介電常數(shù)高，硬度較大[16]。
圖 1-4 磁控濺射示意圖Fig. 1-4 The mechanism of magnetron sputtering method的薄膜的性能主要與濺射時(shí)間、濺射電壓有關(guān)，劉、Cu2O/TiO2薄膜，并研究了不同濺射時(shí)間及不同 Cuger[23]等人通過(guò)磁控濺射的方法在薄膜上參雜 Nb 制摻雜薄膜光電性能的影響。Lindgren[24]等通過(guò)磁控濺多孔 N，結(jié)果表明，N 參雜后的 TiO2薄膜可吸收 4明顯提高。Satoshi Takeda[25]等人通過(guò)磁控濺射的方為 200 ℃條件下)在含有 SiO2的玻璃上成功濺射上制備的該薄膜在紫外光照射下對(duì)甲醛等有害物質(zhì)具有水溶液在高溫高壓下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成所需的
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]在硅基板上Cu-Cu2O/TiO2雙層納米復(fù)合型薄膜的光學(xué)和光催化性能（英文）[J]. 韓棟梁,黃家海,權(quán)龍,龐江瑞,石振基. 稀有金屬材料與工程. 2015(08)
[2]負(fù)載型二氧化鈦光催化材料的制備及其光催化性能研究[J]. 郭宇,金玉家,吳紅梅,李東昕. 光譜學(xué)與光譜分析. 2015(06)
[3]基于TiO2納米管陣列的高效正面透光型染料敏化太陽(yáng)能電池的制備及其光電性能（英文）[J]. 高素雯,蘭章,吳晚霞,闕蘭芳,吳季懷,林建明,黃妙良. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2014(03)
[4]用燈光上網(wǎng)[J]. 張?jiān)獓?guó). 科學(xué)24小時(shí). 2010(11)
[5]氮硫摻雜介孔TiO2薄膜結(jié)構(gòu)及其光催化性能[J]. 李輝,王金淑,李洪義,SATO Tsugio. 無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2009(05)
[6]納米TiO2光催化產(chǎn)氫的研究進(jìn)展[J]. 鄭先君,付永,魏麗芳,許培援,謝冰,魏明寶. 河南化工. 2007(02)
[7]CeO2包覆對(duì)TiO2傳感器材料的氧敏性能的影響[J]. 張梅,魏志鋒,杜雪巖,張海軍,李文超. 稀有金屬. 2001(01)
[8]TiO2光催化反應(yīng)及其在廢水處理中的應(yīng)用[J]. 沈偉韌,趙文寬,賀飛,方佑齡. 化學(xué)進(jìn)展. 1998(04)
博士論文
[1]黑硅與黑硅太陽(yáng)電池的制備與性能研究[D]. 岳之浩.南京航空航天大學(xué) 2013
[2]TiO2納米管陣列的可控制備及其光電轉(zhuǎn)化性能研究[D]. 解玉龍.蘭州大學(xué) 2012
[3]二氧化鈦表面功能化及應(yīng)用研究[D]. 劉于民.江蘇大學(xué) 2011
[4]TiO2基納米材料制備及光催化降解氣相甲苯的研究[D]. 鄒學(xué)軍.大連理工大學(xué) 2011
碩士論文
[1]CdSe/TiO2異質(zhì)結(jié)薄膜的制備及其光電性能研究[D]. 徐哲.太原理工大學(xué) 2016
[2]納米TiO2對(duì)合成革用水性聚氨酯結(jié)構(gòu)與性能的影響研究[D]. 吳東秋.陜西科技大學(xué) 2013
[3]TiO2納米管陣列可控制備及其改性研究[D]. 袁寶.合肥工業(yè)大學(xué) 2013
[4]添加納米Ag-TiO2抗菌劑對(duì)樹脂基托抗菌性及其機(jī)械性能影響的研究[D]. 葛亞麗.佳木斯大學(xué) 2012
[5]過(guò)渡金屬氧化物/介孔SiO2復(fù)合薄膜的制備及其表面自潔凈特性研究[D]. 陳佩儀.華南理工大學(xué) 2011
本文編號(hào)：3464249
【文章來(lái)源】：太原理工大學(xué)山西省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
(a)晶體硅太陽(yáng)能電池；(b)薄膜太陽(yáng)能電池Fig.1-1(a)Crystallinesiliconsolarcells;(b)thin-filmsolarcell
晶格常數(shù)/nmb=0.3776 b=0.4548 b=0.918c=0.9486 c=0.2953 c=0.515相對(duì)密度(g/cm3) 3.8 4.2 4.12熔點(diǎn)(℃) 轉(zhuǎn)變成金紅石 1800-1875 轉(zhuǎn)變成金紅石介電常數(shù) 48 114(90℃) 78莫氏硬度 5.5-6 6-7 5.5-6.2.2 TiO2的主要結(jié)構(gòu)二氧化鈦，分子式 TiO2，自然界中主要存在三種同素異形體，銳鈦礦型、金紅石板鈦礦型，如圖 1-2 所示，三種晶型中金紅石型是最為穩(wěn)定的，銳鈦礦型在室溫和狀態(tài)下較穩(wěn)定，在高溫條件下，轉(zhuǎn)變成金紅石相的 TiO2，而且轉(zhuǎn)變不可逆，金紅石iO2介電常數(shù)高，硬度較大[16]。
圖 1-4 磁控濺射示意圖Fig. 1-4 The mechanism of magnetron sputtering method的薄膜的性能主要與濺射時(shí)間、濺射電壓有關(guān)，劉、Cu2O/TiO2薄膜，并研究了不同濺射時(shí)間及不同 Cuger[23]等人通過(guò)磁控濺射的方法在薄膜上參雜 Nb 制摻雜薄膜光電性能的影響。Lindgren[24]等通過(guò)磁控濺多孔 N，結(jié)果表明，N 參雜后的 TiO2薄膜可吸收 4明顯提高。Satoshi Takeda[25]等人通過(guò)磁控濺射的方為 200 ℃條件下)在含有 SiO2的玻璃上成功濺射上制備的該薄膜在紫外光照射下對(duì)甲醛等有害物質(zhì)具有水溶液在高溫高壓下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成所需的
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]在硅基板上Cu-Cu2O/TiO2雙層納米復(fù)合型薄膜的光學(xué)和光催化性能（英文）[J]. 韓棟梁,黃家海,權(quán)龍,龐江瑞,石振基. 稀有金屬材料與工程. 2015(08)
[2]負(fù)載型二氧化鈦光催化材料的制備及其光催化性能研究[J]. 郭宇,金玉家,吳紅梅,李東昕. 光譜學(xué)與光譜分析. 2015(06)
[3]基于TiO2納米管陣列的高效正面透光型染料敏化太陽(yáng)能電池的制備及其光電性能（英文）[J]. 高素雯,蘭章,吳晚霞,闕蘭芳,吳季懷,林建明,黃妙良. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2014(03)
[4]用燈光上網(wǎng)[J]. 張?jiān)獓?guó). 科學(xué)24小時(shí). 2010(11)
[5]氮硫摻雜介孔TiO2薄膜結(jié)構(gòu)及其光催化性能[J]. 李輝,王金淑,李洪義,SATO Tsugio. 無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2009(05)
[6]納米TiO2光催化產(chǎn)氫的研究進(jìn)展[J]. 鄭先君,付永,魏麗芳,許培援,謝冰,魏明寶. 河南化工. 2007(02)
[7]CeO2包覆對(duì)TiO2傳感器材料的氧敏性能的影響[J]. 張梅,魏志鋒,杜雪巖,張海軍,李文超. 稀有金屬. 2001(01)
[8]TiO2光催化反應(yīng)及其在廢水處理中的應(yīng)用[J]. 沈偉韌,趙文寬,賀飛,方佑齡. 化學(xué)進(jìn)展. 1998(04)
博士論文
[1]黑硅與黑硅太陽(yáng)電池的制備與性能研究[D]. 岳之浩.南京航空航天大學(xué) 2013
[2]TiO2納米管陣列的可控制備及其光電轉(zhuǎn)化性能研究[D]. 解玉龍.蘭州大學(xué) 2012
[3]二氧化鈦表面功能化及應(yīng)用研究[D]. 劉于民.江蘇大學(xué) 2011
[4]TiO2基納米材料制備及光催化降解氣相甲苯的研究[D]. 鄒學(xué)軍.大連理工大學(xué) 2011
碩士論文
[1]CdSe/TiO2異質(zhì)結(jié)薄膜的制備及其光電性能研究[D]. 徐哲.太原理工大學(xué) 2016
[2]納米TiO2對(duì)合成革用水性聚氨酯結(jié)構(gòu)與性能的影響研究[D]. 吳東秋.陜西科技大學(xué) 2013
[3]TiO2納米管陣列可控制備及其改性研究[D]. 袁寶.合肥工業(yè)大學(xué) 2013
[4]添加納米Ag-TiO2抗菌劑對(duì)樹脂基托抗菌性及其機(jī)械性能影響的研究[D]. 葛亞麗.佳木斯大學(xué) 2012
[5]過(guò)渡金屬氧化物/介孔SiO2復(fù)合薄膜的制備及其表面自潔凈特性研究[D]. 陳佩儀.華南理工大學(xué) 2011
本文編號(hào)：3464249
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