n型氧化亚铜薄膜的制备、掺杂及性能研究

来源 :景德镇陶瓷学院 | 被引量 : 4次 | 上传用户:niehaibin
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
从20世纪七十年代开始,国内外很多研究学者就因为氧化亚铜的直接能带结构,高效,价格便宜及丰富的原材料等诸多优点而对氧化亚铜作了很多研究。磁控溅射法,高温氧化法以及阳极氧化法制备出来的氧化亚铜均为p型的,至今没有很好的办法制备得到n型氧化亚铜薄膜。由于氧化亚铜薄膜异质结太阳能电池的转换效率都比较低,至今所报导的具有最高光电转化效率的氧化亚铜基太阳能电池仅为n型氧化锌/p型氧化亚铜电池效率仅为5%。因此,通过有效控制氧化亚铜的导电类型,提高氧化亚铜薄膜的光电性能并在此基础上再制备出氧化亚铜同质结的太阳能电池是提高转换效率的有效途径之一。本论文采用三电极体系电化学沉积法制备n型氧化亚铜薄膜并对其进行了掺杂处理。利用XRD,FESEM,UV-Vis对制备得到的氧化亚铜薄膜的晶体结构,表面形貌,禁带宽度进行了表征。此外,通过电容-电压和瞬态光电流响应测试对其光电性能进行了分析。具体工作如下:1.采用三电极体系电化学沉积法,以ITO透明导电玻璃作为工作电极,在硫酸铜-乳酸溶液体系中,确定了当电解液的pH为8.5,9,10时可以制备得到n型氧化亚铜薄膜。另外,研究了沉积温度与退火温度对n型氧化亚铜薄膜的晶体结构及光电性能的影响。研究结果表明,沉积温度的升高有利于氧化亚铜晶体的生长,退火温度的升高能够改善氧化亚铜薄膜的光电性能。当沉积温度为60℃,退火温度为400℃时,晶体生长良好,光电性能最好。2.在上述基础上,通过对氧化亚铜薄膜进行Al2+,Zn2+,Cd2+,NO3-,CO2+,Cl"掺杂以改善其光电性能。利用瞬态光电流响应和电容-电压法分析掺杂离子对氧化亚铜薄膜的导电类型,光电流密度,载流子浓度的影响,并对其原因进行探究。实验结果表明:上述离子掺杂不会改变氧化亚铜薄膜的导电类型,但是会提高氧化亚铜薄膜的载流子浓度及光电流密度。其中,掺杂130mM Zn2+的氧化亚铜薄膜的光电性能最好:光电流密度为0.1mA/cm2,载流子浓度为3.54x1019 cm-3,分别比未掺杂的提高了近11倍和9倍。3.着重研究了掺杂不同浓度Zn2+对氧化亚铜薄膜组织结构与光电性能的影响。电感耦合分析结果表明:Zn2+已经成功地掺入氧化亚铜薄膜中。并且Zn2+的掺入会将氧化亚铜薄膜的禁带宽度由2.2eV降低至1.8eV。此外,Zn2+的掺杂会大幅提高氧化亚铜薄膜的光电流密度和载流子浓度,当Zn2+的掺杂量为160mM时,达到最大值,分别为0.13mA/cm2和4×1019m-3。
其他文献
针对正在逐步推广应用的电化学脱盐技术,本课题在“九五”攻关研究成果的基础上,运用半电池电位法、恒电流脉冲技术和交流阻抗技术等电化学方法,通过对比试验,研究了电化学脱盐处理试件的电化学特征,结果表明电化学脱盐后钢样电位正移,同时RC值升高,交流阻抗图谱发生变化说明钢筋-砂浆的界面区域发生了变化。 X—射线光电子能谱技术测试结果表明电化学脱盐后已活化腐蚀的钢样恢复钝化...
多泥沙和高含沙洪水资源的利用,是弥补我国水资源严重短缺的途径之一。为了充分的利用研究区的洪水资源,对研究区内河流西柳沟龙头拐站的水文资料进行分析,得出了该区域洪水
本文通过对荣华二采区10
期刊