新型p型透明导电含铜硫系化合物

来源 :中国科学院上海硅酸盐研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wanyu123456
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
透明导体是指一类在可见光区域同时具有高透光性(透明度)和高导电率的半导体材料,其研究始于1907年。目前,主要的透明导体都是导电氧化物(Transparent Conducting Oxide,TCO)。刀型TCO如In2O3:Sn(ITO)、SnO2:F,已经广泛应用于平面显示、建筑和太阳能源系统等领域。因能源紧张和环境污染,太阳能光伏发电在各个国家正受到前所未有的特殊重视,但由于缺乏p型导体材料作为透明电极,仍存在能量转换效率太低、市场竞争力低下等问题。此外,如果没有p型透明导体,无法实现p-n结及其相应的透明器件。p型透明导体的开发研究显得越来越重要和紧迫。   近十年来对p型材料的复兴,大多集中在CuAlO2、SrCu2O2等氧化物的研究。由于氧化物的电荷迁移率通常比n型材料低2个数量级,电导率也较ITO等低3个数量级,严重限制了透明导体及其相关器件的广泛应用。由于氧化物电荷迁移率不高的根本原因是强电负性的O对空穴载流子的高度局域作用,因此,通过用弱电负性硫族元素如S、Se或Te,可以减弱载流子受到的局域影响,开辟一条制备p型透明导体材料的新途径。本论文的目的就是要寻找一些新型含铜硫族化合物透明导体材料,为此,论文研究工作围绕新的化合物合成、表征及其作为p型透明导体的应用而展开。   整个论文分为八章:   第一章论述了透明导体的重要性、历史与发展。首先简要介绍了基于透明导体材料的太阳电池,然后对p型透明导体的相关研究作了详细介绍。   第二章给出了论文所采用的测试与表征方法,及其相关原理。   第三章基于对已有透明导体材料的晶体结构分析、组成一结构—性能相互关系,提出了一种p型透明导体的设计模型。模型指出,选择含铜的硫化物或氧硫化物、晶体结构为层状的化合物,是设计p型透明导体的重要途径。   第四章对符合设计模型的La5Cu6O4S7进行了光电性能的表征,验证其为p型导电特性,从结构特征和理论计算比较了LaCuOS与La5Cu6O4S7作为p型透明导体时的性能差异,探讨了La5Cu6O4S7导电性能改善的机理。指出La5Cu6O4S7的导电机构来源物质内部,室温导电率比LaCuOS高出3个数量级。   第五章首先合成了新的硫族化合物LnCuOTe(Ln=La,Ce,Nd),并对其晶体结构进行了解析和光学性能的研究。然后讨论了LaCuOQ(Q=S,Se,Te)光学和电学性能的差异及其机理,探讨LaCuOTe作为p型导体与LaCuo Q(Q=S,Se)的优劣。LaCuOTe是符合设计模型的一种全新的物质,因导电途径的改善提高了材料导电率,其室温导电率为1.65 S/cm。   第六章选取符合设计模型的、结构特征独特的Sr3Cu2Sc2O5S2(SCSOS)为对象进行了相关性能的研究。由于该物质具有高温超导材料中常见的钙钛矿结构层[Sr3Sc2O5],故期待其具有优良的光学、电学性能。研究结果显示,scsos具有目前报道p型透明导体材料中最高的电荷迁移率(240 cm2V-1S-1),符合透明导体光学透光性必需的宽能隙(3.1 eV)、良好的室温导电率的要求(2.17 S/cm)。   第七章还对一些新型硫族化合物的合成、结构和性能进行了研究。La1-xYxCuS2中Y取代La,当Y掺量小于或等于25%时,LalxYxCuS2保持为类LaCuS2的层状结构,随Y掺杂量的增加,材料光学带隙宽度依次增大。此外,还合成了5个具有新颖结构特征的硫系化合物,并对其结构进行了表征和论述。   第八章对全文进行了总结。
其他文献
当代文坛中,严歌苓小说作品的影视改编具有较高的艺术价值和社会影响力,尤其是她本人担任编剧的电影作品融合了作者丰富的生活阅历和人生体验,带有浓厚的传记色彩.严歌苓的剧
电子信息技术随着经济技术的不断发展得到了极大的促进,并在生活生产各个领域中得到广泛应用,也随着应用领域的不断扩大,极大推动了应用行业的发展.在电子信息技术应用中,对
随着数字技术的蓬勃发展,虚拟特效镜头在影片中所占的比重越来越高,电影制作的生产流程被进一步细分,中国电影工业亟需建立一套科学规范的生产流程体系.与此同时,只有中国导
学位
互联网的飞速发展造就了新媒体时代“人人都有麦克风”,但井喷式的繁杂信息也让人有些措手不及,如何在海量的信息中找到自己想要的和赞同的观点成了人们的新困惑,新媒体时代
核环境中高能、高剂量的γ射线会对敏感的电子元器件产生损伤,研究开发屏蔽封装材料以高效提高电子元器件的耐辐射能力具有重要意义。本文以力学强度高、可靠性能好、电绝缘性
由农业机械杂志社主办的“2019中国农机行业年度盛典”正式发布了“10大关键词”.此次评选是通过网友投票、行业同仁推荐及专家评审产生.从最终入围关键词可以看出,涉及范围
期刊
纳米光学材料由于其纳米尺寸效应,相较于传统的有机荧光染料,表现出许多独特的性质。其中,量子点(QDs)因具有高荧光量子产率、极好的光化学稳定性和激发波长范围大等特点,受到了
管理学家德鲁克指出,基于顾客,企业只有两项最基本的职能:营销和创新.在当下农机行业进入存量竞争阶段,想要跳出同质化的红海,创新和营销变得特别重要.rn2019年已过去,但它留
期刊
本文首次提出了随焊冲击碾压控制焊接应力变形防止热裂纹新方法,通过前后冲击碾压轮对焊接接头的不同部位实施一定频率的同步冲击碾压作用,控制、调整焊缝区的应变场和塑性流