Sn掺杂ZnO薄膜的制备及其光电化学性能的研究
发布时间：2021-06-09 00:40
金属氧化物作为一种重要的功能材料被广泛应用于光催化领域。ZnO是一种重要的n型宽带隙半导体材料,禁带宽度为3.37 eV,自然资源丰富、无毒、稳定,具有良好的光学、磁学、电学及压电性能。FTO为F掺杂的SnO2,一种透明导电基质,被广泛用作液晶显示屏、太阳能电池基底、光催化材料等。本文研究了在FTO基底上通过电沉积-热氧化法制备Sn掺杂的ZnO复合薄膜的光电化学性能,考察了沉积电流密度、沉积时间、镀液中添加剂聚乙二醇以及热氧化条件对ZnO薄膜光电化学性能的影响。借助扫描电子显微镜（SEM）、X-射线光电子能谱（XPS）、X-射线粉末衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、光致发光光谱（PL）等表征手段探究了薄膜的形貌、结构和组成,在0.2 mol·L-1Na2SO4溶液中通过零偏压下的时间-电流曲线（j-t）测试了样品的光电化学性能。主要研究内容和结果如下:1、电沉积电流和时间的影响。以锌片为对电极,FTO为工作电极,沉积电流密度分别设定为1.0-9.0 mA/cm2,沉积...
【文章来源】：浙江师范大学浙江省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
六边纤锌矿结构氧化锌的示意图
23Figure 3.6 SEM patterns of the sample preparation in different electrodeposition time: 1200 s、300 s、400 s(a1-f1) before and (a2-f2)after calcination treatment ..6：不同电沉积时间：100 s、200 s、300 s、400 s 制备的样品 XRD 图：(a1-f1)煅烧(a2-f2)煅烧后。图 3.7 为不同沉积时间制备的样品的 SEM 截面图。结果表明当沉积时 s 增加至 400 s 时，制得氧化膜的厚度由 1.2 μm 增加至 3.4μm。结合薄形貌分析，可见随着沉积时间的延长，薄膜的表面形貌和厚度都在变化的光电流相联系，沉积 300 s 时得到的 ZnO 光电流最大，可能是由于其
ure 4.3 Morphologies of surface of oxide films in various temperature : a: uncalcined; b: 3c: 400℃; d: 500℃; e: 600℃;f: 700℃. 4.3 不同制备温度下获得的氧化膜的形貌图：a:未煅烧; b: 300℃; c: 400℃; d: 500℃600℃;f: 700℃.结合光电流曲线图与 XRD 图，我们发现当煅烧温度高于 400℃时，随着增加，样品的形貌和结构基本保持不变，样品的光电响应先增加后降低，这是由于随着煅烧温度增加，高温下 ZnO 的结晶度增加，薄膜内部应变力得释，从而使得样品的光电流增大。但当煅烧温度增加至 700℃时，由于热氧度过高，基底 FTO 在高温下熔融产生型变，基底型变带来的导电层的破坏样品的电阻增大，从而影响了样品的光电化学性能。
【参考文献】：
期刊论文
[1]透明致密ZnO薄膜的恒电流沉积及生长过程研究[J]. 彭芳,李效民,高相东,于伟东,邱继军. 无机材料学报. 2007(02)
本文编号：3219548
【文章来源】：浙江师范大学浙江省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
六边纤锌矿结构氧化锌的示意图
23Figure 3.6 SEM patterns of the sample preparation in different electrodeposition time: 1200 s、300 s、400 s(a1-f1) before and (a2-f2)after calcination treatment ..6：不同电沉积时间：100 s、200 s、300 s、400 s 制备的样品 XRD 图：(a1-f1)煅烧(a2-f2)煅烧后。图 3.7 为不同沉积时间制备的样品的 SEM 截面图。结果表明当沉积时 s 增加至 400 s 时，制得氧化膜的厚度由 1.2 μm 增加至 3.4μm。结合薄形貌分析，可见随着沉积时间的延长，薄膜的表面形貌和厚度都在变化的光电流相联系，沉积 300 s 时得到的 ZnO 光电流最大，可能是由于其
ure 4.3 Morphologies of surface of oxide films in various temperature : a: uncalcined; b: 3c: 400℃; d: 500℃; e: 600℃;f: 700℃. 4.3 不同制备温度下获得的氧化膜的形貌图：a:未煅烧; b: 300℃; c: 400℃; d: 500℃600℃;f: 700℃.结合光电流曲线图与 XRD 图，我们发现当煅烧温度高于 400℃时，随着增加，样品的形貌和结构基本保持不变，样品的光电响应先增加后降低，这是由于随着煅烧温度增加，高温下 ZnO 的结晶度增加，薄膜内部应变力得释，从而使得样品的光电流增大。但当煅烧温度增加至 700℃时，由于热氧度过高，基底 FTO 在高温下熔融产生型变，基底型变带来的导电层的破坏样品的电阻增大，从而影响了样品的光电化学性能。
【参考文献】：
期刊论文
[1]透明致密ZnO薄膜的恒电流沉积及生长过程研究[J]. 彭芳,李效民,高相东,于伟东,邱继军. 无机材料学报. 2007(02)
本文编号：3219548
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