氧化亞銅（Cu₂O）薄膜在光伏電池和光電化學分解水等太陽能轉(zhuǎn)換應用方面具有很大的潛力。在應用恒電勢沉積法進行長時間制備Cu₂O薄膜時,其半導體導電性隨著沉積的進行從p型導電轉(zhuǎn)變?yōu)閚型導電,這種導電性能轉(zhuǎn)變的機理尚未被闡明。為了研究Cu₂O薄膜的導電性能轉(zhuǎn)變機理,本工作開發(fā)了微分恒電勢沉積法（DPD）來分段模擬傳統(tǒng)恒電勢沉積法（TPD）制備Cu₂O薄膜的過程并闡明了機理。主要研究內(nèi)容和結論如下:（1）首先研究了在傳統(tǒng)恒電勢沉積過程中沉積時間對Cu₂O薄膜導電性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),隨著沉積時間的延長,Cu₂O薄膜由p型導電轉(zhuǎn)變?yōu)閚型導電;光電流表征指出p型薄膜的陰極光電流密度逐漸減小而n型薄膜的陽極光電流逐漸增大。當沉積時間少于5 h時,Cu₂O薄膜表現(xiàn)為p型導電;當沉積時間多于7 h時,Cu₂O薄膜表現(xiàn)為n型導電。沉積曲線指出電流密度隨著沉積進行變得越來越小,最初可達約4.5 m A cm^-2... 

【文章來源】：西北大學陜西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

Cu2O的晶體結構[4]

西北大學碩士學位論文122.2氧化亞銅薄膜的電沉積制備2.2.1實驗裝置使用電化學三電極體系進行傳統(tǒng)恒電勢沉積過程和微分恒電勢沉積過程，相應的裝置示意圖分別如圖2.1和圖2.2所示。其中微分恒電勢沉積時，在對電極上串聯(lián)一定阻值的電阻。電沉積使用的工作電極（WorkingElectrode，WE）為FTO導電玻璃，參比電極（ReferenceElectrode，RE）為接有飽和KCl鹽橋的飽和甘汞電極（SCE，+0.242Vvs.NHE）。文中如果沒有進一步說明，所有電勢都相對于這一電極。對電極（CounterElectrode，CE）為鉑片（表面積為8cm2），鉑片在使用前于稀硝酸中浸泡數(shù)分鐘以除去表面污染物，并用純水反復沖洗干凈，氮氣吹干后備用。沉積過程中使用循環(huán)水浴裝置以控制電解液的溫度，使用磁力攪拌器攪拌電解液。圖2.1傳統(tǒng)恒電勢沉積Cu2O薄膜的裝置示意圖圖2.2微分恒電勢沉積Cu2O薄膜的裝置示意圖

西北大學碩士學位論文122.2氧化亞銅薄膜的電沉積制備2.2.1實驗裝置使用電化學三電極體系進行傳統(tǒng)恒電勢沉積過程和微分恒電勢沉積過程，相應的裝置示意圖分別如圖2.1和圖2.2所示。其中微分恒電勢沉積時，在對電極上串聯(lián)一定阻值的電阻。電沉積使用的工作電極（WorkingElectrode，WE）為FTO導電玻璃，參比電極（ReferenceElectrode，RE）為接有飽和KCl鹽橋的飽和甘汞電極（SCE，+0.242Vvs.NHE）。文中如果沒有進一步說明，所有電勢都相對于這一電極。對電極（CounterElectrode，CE）為鉑片（表面積為8cm2），鉑片在使用前于稀硝酸中浸泡數(shù)分鐘以除去表面污染物，并用純水反復沖洗干凈，氮氣吹干后備用。沉積過程中使用循環(huán)水浴裝置以控制電解液的溫度，使用磁力攪拌器攪拌電解液。圖2.1傳統(tǒng)恒電勢沉積Cu2O薄膜的裝置示意圖圖2.2微分恒電勢沉積Cu2O薄膜的裝置示意圖

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Realizing super-long Cu2O nanowires arrays for high-efficient water splitting applications with a convenient approach[J]. Nasori Nasori,Tianyi Dai,Xiaohao Jia,Agus Rubiyanto,Dawei Cao,Shengchun Qu,Zhanguo Wang,Zhijie Wang,Yong Lei.  Journal of Semiconductors. 2019(05)

碩士論文
[1]氧化亞銅p-n同質(zhì)結的一步法制備及光電化學性能研究[D]. 常靜.西北大學 2018



本文編號：3526896