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CuSCN是一种导电性能良好的宽带隙p型半导体(禁带宽度约3.6 eV),具有良好的透光性和载流子迁移率,近年来已经在光电化学领域引起了众多科研工作者的关注和研究兴趣。目前CuSCN薄膜制备的工艺主要包括:浸渍法、液相蒸发法和铜阳极电解法及电化学沉积法。其中,电化学沉积法因为适用于大面积沉积,易于调控薄膜的组成和厚度,更适合于半导体基底上沉积等优点,最受关注。CuSCN半导体薄膜具有良好的光电性能,研究报道发现,p-CuSCN薄膜光电特性与薄膜结构形貌密切相关,而且目前报道的p-CuSCN薄膜结构缺陷较多,界面阻抗较大,载流子寿命不高,光电性能普遍较差。因此,本课题尝试利用电化学沉积法制备p-CuSCN薄膜,通过改变不同实验参数实现调节薄膜的结构形貌和光电性能,探究薄膜结构与光电性能之间的内在关联;并尝试对CuSCN薄膜进行改性,借助多种材料表征手段和光电测试技术对产物的结构和光电特性进行探究,提高薄膜的光电性能。本文主要研究工作包括:1.电化学沉积p-CuSCN半导体纳米棒薄膜的制备及其光电性能的研究采用电化学沉积法制备p-CuSCN半导体纳米棒薄膜,通过改变电化学沉积电压来调控薄膜的结构形貌和光电特性。研究结果表明,当沉积电压为-0.4 V,电荷量保持40 mC/cm~2的条件下沉积在FTO导电玻璃上的p-CuSCN半导体纳米棒薄膜相对于其他沉积电压(即:-0.1 V,-0.2 V和-0.3 V)条件下沉积的薄膜而言,具有更为规整的棒状结构和更好的光电性能。2.碳量子点负载p-CuSCN纳米棒薄膜的制备及其光电性能的研究在前期成功制备获得p-CuSCN纳米棒薄膜的前提下,进一步通过负载碳量子点的方式对p-CuSCN纳米棒薄膜进行改性,尝试改善CuSCN薄膜光电性能。首先,在电化学沉积p-CuSCN纳米棒的电解液中加入一定量的碳量子点溶液,然后通过电化学沉积法一步实现碳量子点(CQDs)在CuSCN纳米棒上的负载。研究发现,碳量子点成功负载在CuSCN纳米棒上,经过碳量子点改性后CuSCN纳米棒薄膜的光谱吸收性能有较大提升,尤其是在可见光区域;CQDs改性薄膜电极的平带电位也由未改性时0.3 eV减小为0.2 eV,光电流强度明显增强,约为未改性CuSCN薄膜的6.5倍,表明CQDs的负载能够有效提高CuSCN薄膜的光电性能。光电化学测试结果证实,CQDs/CuSCN复合薄膜的电化学阻抗要小于未改性CuSCN薄膜,CQDs的负载有利于光生载流子的迁移和分离,光生载流子寿命也得到了大幅提升(由改性前的66.4 ms增加到了改性后的108.32 ms),从而导致了光电性能的改善。3.KSCN预处理改性电化学沉积p-CuSCN半导体薄膜的制备及其光电性能的研究我们尝试通过KSCN预处理改性手段对FTO导电玻璃基底进行处理,然后利用预处理改性的FTO导电玻璃进行电化学沉积p-CuSCN薄膜,探究KSCN预处理过程对沉积CuSCN纳米棒薄膜结构形貌及其光电化学性能的影响。首先,将FTO导电玻璃置于KSCN溶液中浸泡一段时间,将KSCN预处理FTO导电玻璃进行电化学沉积CuSCN纳米棒薄膜,然后对制备的薄膜进行光电性能研究。研究表明,KSCN预处理过程能够在一定程度上改变CuSCN纳米棒薄膜的结构形貌,能够显著提高CuSCN半导体纳米棒薄膜的光电流响应强度,其光电流大小约为未预处理FTO沉积薄膜光电流强度的13倍,这归因于KSCN预处理FTO过程能够大幅度地提高CuSCN薄膜的光生载流子传输速度和载流子寿命。通过探究KSCN预处理过程对FTO基底表面物性结构、微观形貌和亲水性的影响,我们认为,KSCN预处理过程能够在FTO基底表面通过硫氰酸根离子与导电氧化物之间的相互作用而吸附一层KSCN微粒,KSCN吸附层的存在在一定程度上改变了FTO表面的物性结构和微观形貌,也提高了FTO表面的亲水性,有利于后续CuSCN在FTO表面的电化学沉积过程,从而形成了更为规整有序、分布更为致密均匀的CuSCN纳米棒薄膜,因此大大改善了CuSCN薄膜的光电化学性能。