太陽能的高效利用是最為活躍的研究領(lǐng)域之一。由于照射在地球表面的太陽能只有很小一部分得到了有效利用,因此,如何最大限度地利用太陽能是具有現(xiàn)實意義的問題。ZnO是典型的寬帶隙半導(dǎo)體材料,具有吸收太陽全光譜能量并提高太陽能利用效率的潛力。但是ZnO對可見光的吸收效率不高,為了解決這個問題,一些科學(xué)家通過摻雜的手段,調(diào)整其能帶結(jié)構(gòu),以增加對整個光譜范圍內(nèi)太陽光的吸收。而在本文中,在未摻雜情況下,我們用傳統(tǒng)的水熱合成法成功制備出了黑色ZnO材料。通過改變溫度,ZnO的外觀顏色從灰白色逐漸變化到棕色,最后完全變?yōu)楹谏�。為了研究顏色變化的原�?用SEM、TEM、X射線衍射儀、UV-vis譜以及PL譜等技術(shù)對制備的ZnO樣品的形貌和光學(xué)性能進行了表征。取得的研究成果如下:1.系統(tǒng)研究了在水熱法制備過程中影響ZnO材料顏色的工藝條件,包括生長溫度、加熱時間、H202的添加量、NaOH溶液濃度等。結(jié)果表明,改變生長溫度和生長時間,ZnO樣品的顏色會出現(xiàn)規(guī)律性的變化。而改變H202的添加量和NaOH溶液濃度,ZnO樣品的顏色卻沒有顯著的變化。2.光學(xué)性能表征結(jié)果顯示,較高的生長溫度和較長的生長時間可以顯著降... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１（ａ）四方巖鹽礦晶格結(jié)構(gòu)，（ｂ）立方閃鋅礦結(jié)構(gòu)，（ｃ）六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)

在生長過程中不可能完全實現(xiàn)Ｚｎ：０為１：?１，因此不可避免的會有鋅間隙與氧??空位缺陷，故它為ｎ型半導(dǎo)體＾一般而言，ＺｎＯ存在六種本征缺陷，包括氧空??位，鋅空位，氧間隙，鋅間隙，氧反位及鋅反位缺陷［４５］。圖１．２給出了?ＺｎＯ本征??缺陷的能級圖［４６］。???????Ｅｃ??２．９ｅＶ??Ｅｇ?Ｘ??３．３２ｅＶ??ＵＶ?丄丄??３１８ｅｉ?Ｖ２ａ?Ｖ〇?Ｏｉ?〇ｒ？??３．０６ｅＶ?Ｌ６２ｅＶ?２．２８ｅＶ?２．３８ｅＶ?ｒ??Ｅｖ??圖１．２?ＺｎＯ本征缺陷能級圖。??表１．１所示為ＺｎＯ的物理特征參數(shù)。ＺｎＯ在水中難溶，但容易與酸和堿發(fā)生??化學(xué)反應(yīng)，可作為化學(xué)添加劑在制造塑料、潤滑油等工業(yè)產(chǎn)品時使用。另外，在??人們的生活中，也常常可以看到ＺｎＯ的身影，比如一些藥膏甚至是食品中都含??有它。ＺｎＯ的納米形貌種類繁多

得分辨率很高的晶格條紋相，從原子尺度上探索材電子衍射（ＳＡＥＤ）的結(jié)果，可以得到樣品某一區(qū)域定性、定量分析后便可以更加系統(tǒng)地認識這一材料。??用的投射電子顯微鏡（ＨＲＴＥＭ）是由日本ＪＥＯＬ公１００Ｆ。??線衍射（ＸＲＤ）??射技術(shù)能夠提供關(guān)于物質(zhì)的精細尺度結(jié)構(gòu)的各種信晶體結(jié)晶性、確定擇優(yōu)取向、材料的應(yīng)力和應(yīng)變以周期性震蕩的靜電場和電磁場組成。用高速電子撞射線管內(nèi)產(chǎn)生特定波長的Ｘ射線。Ｘ射線光子從它射，球面波通過窗口準(zhǔn)直器系統(tǒng)后，將以窄的準(zhǔn)直束發(fā)生衍射，檢測器同時收集相關(guān)的光學(xué)信號，經(jīng)過光完整的記錄下來（如圖２．１）。??／?閎極??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]兩步水熱法制備枝干狀ZnO納米結(jié)構(gòu)的研究[J]. 周雄圖,林銻杭,曾祥耀,張永愛,郭太良.  功能材料. 2013(21)
[2]苝四甲酸二酐有機單晶納米結(jié)構(gòu)的制備及形成機理的研究[J]. 韓玉巖,曹亮,徐法強,陳鐵鋅,鄭志遠,萬力,劉凌云.  物理學(xué)報. 2012(07)
[3]MBE法生長ZnO納米線陣列的結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能[J]. 鄭志遠,陳鐵鋅,曹亮,韓玉巖,徐法強.  無機材料學(xué)報. 2012(03)
[4]高度均一ZnO納米梭的水熱法制備及其性能[J]. 闞保濤,汪鑫,葉春麗,呂建國,葉志鎮(zhèn).  發(fā)光學(xué)報. 2011(12)
[5]LMBE法生長ZnO薄膜的結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能[J]. 張一清,王長征,張培明,鄭立波,肖效光,張棟.  功能材料. 2008(06)
[6]我國能源現(xiàn)狀及可再生能源開發(fā)問題[J]. 邵強.  西部探礦工程. 2005(04)
[7]單晶ZnO納米線的合成和生長機理研究[J]. 李宗木,徐法強,孫秀玉,張文華,徐向東,徐彭壽,吳自玉.  化學(xué)物理學(xué)報. 2005(01)
[8]PEG輔助氧化鋅納米棒的水熱法制備[J]. 陶新永,張孝彬,孔凡志,林森,程繼鵬,黃宛真,李昱,劉芙,許國良.  化學(xué)學(xué)報. 2004(17)
[9]用等離子體輔助分子束外延生長氧化鋅單晶薄膜[J]. 梁紅偉,顏建鋒,呂有明,申德振,劉益春,趙東旭,李炳輝,張吉英,范希武,范景田.  發(fā)光學(xué)報. 2004(02)
[10]紫外可見光譜在生物無機化學(xué)中的應(yīng)用[J]. 薛萍,鄭文杰.  廣州化工. 2002(04)

博士論文
[1]Fe族磁性薄膜的電化學(xué)沉積、結(jié)構(gòu)及性能研究[D]. 李宗木.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2007

碩士論文
[1]單根氧化鋅納米線表面與應(yīng)力效應(yīng)的陰極熒光譜研究[D]. 薛海舟.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009



本文編號：3536508