n型氧化亚铜薄膜的制备及其光电化学特性

发布时间：2024-05-16 23:47

　　采用三电极系统在硫酸铜-乳酸体系中电化学沉积法制备Cu₂O薄膜,控制电沉积溶液的温度和pH得到n型Cu₂O薄膜,并通过光电流(I-t)测试、莫特-肖特基(M-s)曲线测试薄膜的光电性能。结果表明当pH值为8.5～10时,成功地制备出了n型Cu₂O薄膜,且当电解液的pH值为8.5,温度为60℃时,n型Cu₂O薄膜光电性能最佳。对Cu₂O薄膜进行退火处理,有助于改善氧化亚铜薄膜的光电性能。在此基础上,我们对n型Cu₂O薄膜进行不同离子掺杂。离子的掺杂能继续提高Cu₂O薄膜的光电性能。其中当Cl^-为40 mM条件下,Cu₂O薄膜的光电化学性能最佳。

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【部分图文】：

图1硫酸铜-乳酸体系溶液的线性扫描曲线

就会有铜单质生成。因此在研究中，为保证制备的Cu2O薄膜的成分单一，以及沉积速度，我们选用-0.3V作为沉积电压。2.2Cu2O薄膜在不同pH值下的物相分析

图2不同pH下沉积的氧化亚铜薄膜的X射线衍射图谱

图2为在不同pH值下得到的Cu2O薄膜的XRD图谱。从图中可以看出这些Cu2O薄膜衍射峰位置与标准卡片（JCPDS05-0667）相吻合，并且比较这些衍射峰的强度变化可以看到：pH值越高，衍射峰（111）面的强度越大，pH值的增加有利于薄膜（111）面的生长。2.3Cu2O薄....

图3(a)(b）不同pH下Cu2O薄膜的光电流密度（c)(d）不同pH下Cu2O薄膜的莫特-肖特基曲线（e）载流子浓度曲线

Cu2O的载流子浓度与半导体类型可以通过莫特-肖特基曲线进行表征，在不同pH值下Cu2O薄膜经过电容-电压测试得到的莫特-肖特基曲线如图3(c)(d）所示。当pH为8.5～10，曲线斜率为正，表明为n型半导体，当pH为11～12的时候，曲线斜率为负，表明为p型半导体。将各薄膜的肖....

图4温度不同下制备的Cu2O薄膜的XRD图谱

图4为在不同温度下沉积得到的Cu2OXRD图谱。从图中可以看出这些Cu2O薄膜的衍射峰与位置与pdf05-0667相吻合。本课题组认为温度的变化会影响Cu2O晶体不同晶面（如（111）和（200））的生长速度，但是对于温度如何影响氧化亚铜晶体取向的机制还有待于进一步探究。陶方....

本文编号：3975081