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太阳能电池可以利用太阳光直接进行发电,是一种绿色、环保、可持续发展的能源转换器。氧化亚铜光电薄膜电池因价格低廉、储量丰富、有良好的光电效应而被广泛的关注,其吸收层Cu2O是一种禁带宽度约为2.17eV的p型半导体,具有八面立方结构,在光催化、电池、超导体等方面都有着广阔的发展前景。本文中通过电化学沉积法制备Cu2O薄膜。对所制备薄膜通过X射线衍射仪、电化学工作站、SEM和四探针电阻仪进行表征和性能测试。主要内容如下:(1)实验结果表明,采用电沉积法制备Cu2O薄膜时,沉积温度的升高有利于薄膜的生成;研究了沉积电位和络合剂对制备的Cu2O薄膜的影响,发现当沉积电位选择-1.1V,添加浓度为0.015mol/L的柠檬酸钠作为络合剂时薄膜结晶最好;pH值大于2时未获得目标产物,因此选择pH值为2最适宜;通过SEM分析,薄膜晶粒尺寸随沉积温度的升高而增大;通过四探针电阻仪分析所得,制备的Cu2O薄膜电阻率与电导率同半导体范围一致。(2)在酸性介质下,采用循环伏安法分析了pH值对镀液电化学性能的影响。结果表明在pH=6时,镀液中的离子移动速度较快,反应更易发生;通过对Cu2O薄膜的成相进行分析,得知沉积电位、沉积温度和沉积时间分别为-0.1V、50℃和30min时最利于目标产物的生成,且没有杂质,沉积电位过负不利于目标产物的生成;电解质溶液浓度的增加也有利于目标产物Cu2O的生成,选择电解质溶液浓度为0.06mol/L最适宜;通过SEM分析发现,在不同沉积温度和pH值条件下制备的薄膜形貌有所不同,温度的升高使薄膜的形貌发生变化;通过四探针电阻仪分析,在酸性体系下制备出的Cu2O薄膜的电阻率与电导率符合半导体范围。与上一体系相比,所制备薄膜的电导率更高,电阻率较低。(3)研究发现在酸性介质下,在掺杂不同浓度氯化钾的条件下测得的镀液的计时安培曲线走势大致相同;实验还研究了掺杂浓度和沉积时间对Cu2O薄膜物相的影响,随着掺杂浓度的增加和沉积时间的延长,氧化亚铜衍射峰强度呈现出先上升后下降的趋势。当掺杂浓度为0.006mol/L,沉积时间为60min时,目标产物的结晶最好;通过SEM对所制备薄膜进行分析,掺杂氯化钾会使薄膜的晶粒尺寸增大;通过四探针电阻仪分析掺杂氯化钾制备出的Cu2O薄膜的电阻率与电导率符合半导体范围,随着掺杂浓度的增加,薄膜的电阻率逐渐增大,电导率下降。