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《cds納米薄膜的制備及其性能研究》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線(xiàn)閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、分類(lèi)號(hào):O521單位代碼:10183研究生學(xué)號(hào):2014932029密級(jí):公開(kāi)CdS納米薄膜的制備及其性能吉林大學(xué)的研究碩士學(xué)位論文CdS納米薄膜的制備及其性能研究SynthesisandPropertiesofCdSNanoThinFilm作者姓名:馮菲專(zhuān)業(yè):凝聚態(tài)物理研究方向:功能納米材料與應(yīng)用馮指導(dǎo)教師:楊海濱教授菲培養(yǎng)單位:物理學(xué)院吉林2017年5月大學(xué)CdS納米薄膜的制備及其性能研究SynthesisandPropertiesofCdSNanoThinFilms作者姓名:馮菲專(zhuān)業(yè)名稱(chēng):凝聚態(tài)物理指導(dǎo)教師:楊海濱
2、教授學(xué)位類(lèi)別:理學(xué)碩士答辯日期:年月日未經(jīng)本論文作者的書(shū)面授權(quán),依法收存和保管本論文書(shū)面版本、電子版本的任何單位和個(gè)人,均不得對(duì)本論文的全部或部分內(nèi)容進(jìn)行任何形式的復(fù)制、修改、發(fā)行、出租、改編等有礙作者著作權(quán)的商業(yè)性使用(但純學(xué)術(shù)性使用不在此限)。否則,應(yīng)承擔(dān)侵權(quán)的法律責(zé)任。吉林大學(xué)博士(或碩士)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明:所呈交學(xué)位論文,是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下,獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外,本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體,
3、均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名:日期:年月日《中國(guó)優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》投稿聲明研究生院:本人同意《中國(guó)優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》出版章程的內(nèi)容,愿意將本人的學(xué)位論文委托研究生院向中國(guó)學(xué)術(shù)期刊(光盤(pán)版)電子雜志社的《中國(guó)優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》投稿,希望《中國(guó)優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》給予出版,并同意在《中國(guó)博碩士學(xué)位論文評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)》和CNKI系列數(shù)據(jù)庫(kù)中使用,同意按章程規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。論文級(jí)別:■碩士□博士學(xué)科專(zhuān)業(yè):凝聚態(tài)物理論文題目:CdS
4、納米薄膜的制備及其性能研究作者簽名:指導(dǎo)教師簽名:年月日作者聯(lián)系地址(郵編):130012作者聯(lián)系電話(huà):中文摘要CdS納米薄膜的制備及其性能研究論文作者:馮菲指導(dǎo)教師:楊海濱教授專(zhuān)業(yè)名稱(chēng):凝聚態(tài)物理碲化鎘太陽(yáng)能電池因其具有較高的理論轉(zhuǎn)換效率、低成本、操作制備工藝簡(jiǎn)單以及容易工業(yè)的產(chǎn)業(yè)化等優(yōu)勢(shì),使其成為最有發(fā)展的太陽(yáng)能電池之一,因而備受人們的關(guān)注。在眾多異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池中,例如碲化鎘太陽(yáng)能電池(CdS/CdTe)、硫化鉛(CdS/PbS)太陽(yáng)能電池和銅銦鎵硒(CdS/CuInSe2)太陽(yáng)能電池等等,硫化鎘(CdS)都承擔(dān)窗
5、口層的作用,碲化鎘(CdTe),硫化鉛(PbS)和銅銦鎵硒(CuInSe2)則作為光吸收層。其中CdS層的結(jié)晶質(zhì)量及其與光吸收層所形成異質(zhì)結(jié)的質(zhì)量,在很大程度上決定著電池模塊的光電轉(zhuǎn)換效率。因此,高質(zhì)量CdS薄膜的制備及其性能研究具有重要的意義。本文采用化學(xué)水浴沉積方法制備CdS納米薄膜。首先,制備CdS薄膜以及研究制備過(guò)程中所存在的影響薄膜質(zhì)量的因素,同時(shí)對(duì)CdS薄膜進(jìn)行表征、光吸收和光電化學(xué)性能的研究;然后,對(duì)其進(jìn)行Zn摻雜的研究以及對(duì)CdS薄膜的影響。主要的工作為:(1)以FTO為基底,采用化學(xué)水浴沉積方法,鎘鹽提
6、供鎘源,硫脲提供硫源,銨鹽作為緩沖劑并且為鎘源提供絡(luò)合劑制備CdS薄膜。研究了在制備過(guò)程中化學(xué)水浴沉積溫度和沉積時(shí)間對(duì)薄膜的影響,發(fā)現(xiàn)隨著沉積時(shí)間延長(zhǎng)CdS納米顆粒變大,薄膜厚度增加,致密性增強(qiáng),光吸收強(qiáng)度呈現(xiàn)增加的規(guī)律,短路電流密度呈現(xiàn)先增加后減小的規(guī)律。當(dāng)沉積時(shí)間為105min時(shí),CdS薄膜的短2路電流密度最大,短路電流密度為1.15mA/cm,開(kāi)路電壓為0.76V,光電化學(xué)轉(zhuǎn)換效率η為0.323%,此時(shí)薄膜的厚度約為170nm。保持其他的沉積條件不變,并保持沉積時(shí)間為105min,改變沉積溫度,發(fā)現(xiàn)隨著沉積溫度增加
7、,CdSI納米顆粒數(shù)量增加,同時(shí)薄膜厚度增加,光吸收強(qiáng)度呈現(xiàn)增加的規(guī)律,短路電流密度呈現(xiàn)先增加后減小的規(guī)律。當(dāng)沉積溫度為80℃時(shí),薄膜的短路電流密度2最大,此時(shí)薄膜的短路電流密度為1.2mA/cm,開(kāi)路電壓為0.75V,光電化學(xué)轉(zhuǎn)換效率η為0.335%,此時(shí)薄膜的厚度約為180nm。這是因?yàn)殡S著沉積的時(shí)間增加以及沉積溫度的增加,CdS納米顆粒增大,薄膜的光吸收強(qiáng)度增加,從而產(chǎn)生更多光生電子。而且隨著沉積時(shí)間和溫度的增加,CdS薄膜致密性增強(qiáng),使得顆粒全部覆蓋在FTO表面,保護(hù)FTO不與電解液直接接觸,降低了光生載流子的結(jié)
8、合率,從而提高了電荷的收集的效率。同時(shí),研究了熱處理溫度對(duì)薄膜質(zhì)量的影響,通過(guò)XRD比對(duì)發(fā)現(xiàn)隨著熱處理溫度的增加,薄膜的結(jié)晶性變好。(2)用Zn摻雜CdS薄膜,提高薄膜的光電化學(xué)性能以及CdS薄膜的穩(wěn)定性。同樣采用化學(xué)水浴沉積方法沉積CdS薄膜,研究發(fā)現(xiàn)Zn摻雜對(duì)薄膜質(zhì)量有著重要的影響,Zn摻雜后薄膜的形貌和結(jié)構(gòu)幾乎