透明導電CuI薄膜的制備及其在DSSC中的應用.pdf

1、碘化亞銅（CuI）具有三種主要的晶體結構，其中γ-CuI是一種寬禁帶p型半導體材料，禁帶寬度為3.1 eV，在可見光范圍內透明，且電阻率較低，適合應用于LED和染料敏化電池等光電子器件中。本文利用銅膜碘化法和真空熱蒸發(fā)法制備CuI薄膜，探究了不同生長條件對其透明導電性能的影響，制備出高透過率、導電性能好的CuI薄膜，并初步嘗試將其應用于全固態(tài)染料敏化電池中。具體研究內容和結果如下：
　　1.采用銅膜碘化法制備CuI薄膜，分別研究了

2、銅膜制備和碘化過程中各實驗條件對CuI薄膜形貌、晶體結構、透過率和電學性能的影響。結果表明，銅膜的制備條件對CuI薄膜性能的影響并不大；碘化過程中，碘量是影響CuI薄膜的關鍵因素，這與CuI的導電機理有關，其導電主要是靠過剩的碘離子及銅空位，但是當?shù)饬窟^高時，會導致碘單質剩余，容易附著在CuI薄膜的表面，影響CuI薄膜的透過性。
　　2.利用真空熱蒸發(fā)法制備CuI薄膜，研究發(fā)現(xiàn)襯底加熱溫度是影響其性能的關鍵因素。XRD測試表明所制

3、備的CuI薄膜是γ-相的多晶薄膜，并且具有極高的（111）擇優(yōu)取向，在襯底加熱溫度為120℃時，可見光透過率的最大值接近100％，是目前文獻報道的最好透光率。最低電阻率是1.0×10-2Ω·cm，對應的載流子濃度和霍爾遷移率分別是3.0×1019 cm-3和25 cm2/Vs。
　　3.對電化學沉積法制備ZnO薄膜的形貌進行了探究，通過調節(jié)電化學沉積前驅體溶液濃度，分別獲得了三種不同形貌的ZnO：薄膜、納米線和納米片。在導電襯底上

4、生長的不同氧化鋅薄膜可以用作光陽極來組裝染料敏化太陽能電池（DSSC）。電池的光電轉換效率、量子效率及電化學阻抗譜測試表明，氧化鋅納米線具有較大的比表面積，可吸附較多染料；納米線陣列的散射作用可提高光的利用率，并為光生載流子的收集提供了快速分離通道，所以用ZnO納米線作為光陽極組裝的DSSC具有最高的光電轉換效率。
　　4.根據ZnO、N719和CuI的電子親和勢和禁帶寬度，理論確定了ZnO|dye|CuI型固態(tài)染料敏化電池能帶圖