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1、基于ZnO的異質(zhì)結(jié)的組建及其光電性能研究河南大學(xué)碩士學(xué)位論文基于ZnO的異質(zhì)結(jié)的組建及其光電性能研究姓名：倪曼曼申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專(zhuān)業(yè)：微電子學(xué)與固體電子學(xué)指導(dǎo)教師：張偉風(fēng)20100601摘要摘要太陽(yáng)能作為一種取之不盡、用之不竭的綠色能源是解決能源危機(jī)的最佳途徑之一。近些年來(lái)，半導(dǎo)體一半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)、染料敏化半導(dǎo)體材料等異質(zhì)結(jié)構(gòu)，由于易于實(shí)現(xiàn)光生電荷分離被廣泛應(yīng)用于提高太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化效率以及光電子器件的研制和開(kāi)發(fā)方面。ZnO是一種重要的半導(dǎo)體光電材料，在可見(jiàn)光區(qū)有很高的透過(guò)率，是一種新型的透明半導(dǎo)體材料。另外，ZnO具有
2、價(jià)格低廉，毒性小，來(lái)源豐富等眾多優(yōu)點(diǎn)而成為制備光電器件的優(yōu)良材料，具有很高的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用價(jià)值。本文以并通過(guò)表面光電壓的測(cè)試研究了光生電荷的重新分布過(guò)程，為其在光電轉(zhuǎn)換方面的應(yīng)用提供了實(shí)驗(yàn)和理論的基礎(chǔ)，主要做了以下有意義的工作：MQ的去離子水與聚乙烯醇配1．本文采用純度為99．99％的ZnO、NiO和18．2置的稀粘合劑溶劑作為原料制作ZnO、NiO陶瓷靶材。首先按聚乙烯醇與去離子水質(zhì)量比為1：10混合，然后將混合物放入水域中加熱，并進(jìn)行磁力攪拌，溫度設(shè)放入瑪瑙研缽中，滴入適量的聚乙烯醇粘結(jié)劑，并進(jìn)行研磨，直至ZnO、N
3、iO粉末成為細(xì)小均勻的顆粒；接著將研磨好的粉末放入模具內(nèi)壓制成型，并進(jìn)行脫膠。最后將脫膠后的靶材放在專(zhuān)用智能控溫箱式爐中，在空氣氣氛下燒結(jié)成ZnO、NiO陶瓷靶材。2．采用激光分子束外延技術(shù)分別在Si襯底和石英襯底上制各出結(jié)晶質(zhì)量良好的ZnO薄膜和NiO薄膜，并利用X射線衍射、拉曼譜、光致發(fā)光譜、透射譜等表征手段對(duì)制備出的樣品進(jìn)行表征。結(jié)果表明采用激光技術(shù)制備出的ZnO、NiO薄膜結(jié)晶較好，在可見(jiàn)光區(qū)有較高的透過(guò)率，為以后基于ZnO、NiO的器件的制備和應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。3．利用激光分子束外延技術(shù)在FTO導(dǎo)電玻璃襯底上
4、制備出整流特性較好的ZnO／NiO異質(zhì)結(jié)。并采用X射線衍射、掃描電鏡、紫外可見(jiàn)吸收譜、光致發(fā)光譜、l塑墮-大蘭垡皇至堂皇墅堡皇王堂童些!竺!絲堡主蘭竺笙苧電學(xué)測(cè)試、表面光電壓譜等手段對(duì)其進(jìn)行表征測(cè)試。表面光電壓測(cè)試表明，由于nln有峰位373nlll的光電壓響應(yīng)大大增強(qiáng)。另外，還可以在可見(jiàn)光區(qū)390―600引起新的較強(qiáng)的光電響應(yīng)寬帶，這是由于缺陷和NiO禁帶中的亞能級(jí)引起的。這對(duì)于未來(lái)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化利用具有一定的積極促進(jìn)作用。4．采用激光分子束外延技術(shù)在FTO導(dǎo)電玻璃上制備出結(jié)晶良好的ZnO薄薄膜在N7
5、19敏化前后的紫外可見(jiàn)吸收光譜、表面光電壓譜、光致發(fā)光譜、拉曼譜等各方面的比較，探索了有機(jī)染料和無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料之間的相互作用。結(jié)果表明N719對(duì)ZnO的敏化可以促進(jìn)光生電荷的分離，增強(qiáng)表面光電壓，同時(shí)抑制光生電荷的復(fù)合，減弱光致發(fā)光的強(qiáng)度。為有機(jī)染料和無(wú)機(jī)半導(dǎo)體之間的化學(xué)吸附作用和電荷能量轉(zhuǎn)移提供有力證據(jù)。這對(duì)于促進(jìn)染料敏化太陽(yáng)能電池在光伏產(chǎn)業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用有一定的積極意義。IIAbstractAbstractallAsinexhaustiblesolarisoneofthetogreenenergy,theenerg
6、ywayoptimalresolvecrisis．Inenergyrecentlyyears，thecomposedheterojunctionsby―-semconductorandwereusedtoincreasethedye-??semconductorwidelyofthesolarandthetheefficiencyenergyofdevicesbecausedevelopmentphotoelectricthearetointhesestructures．ZnOisanphoto―inducedcha
7、rgeeasyseparateimportantmaterialwitlltranmissioninthevisibleisanexcUentphotoelectricllighregion．ZnOmaterialtodevicesduetoitsaslowcost，lowpreparephotoelectricadvantages，suchandrichisworthforUStoresearch．Inthisfabricatedtoxicityresource．So，itpaper,webasedonZnOwit
8、IlNiOandN719andheterojunctionsp-typeorganicdyetheredistributionofthesurfaceprocessphotogeneratedchargebyisusefulfortheoftheminconversion．spectroscopy,whichapplicationphotoel
