納米ZnO多孔薄膜的濕化學(xué)法制備研究.pdf

1、ZnO是n-型寬禁帶半導(dǎo)體材料，由于其具有高的光吸收和良好的電子輸運(yùn)性能，近年來(lái)被用作納米晶太陽(yáng)能電池的光陽(yáng)極材料。這種電極要求薄膜具有多孔結(jié)構(gòu)和較大的表面積，因此選擇合適的ZnO薄膜制備方法是制備高性能納米晶多孔膜的關(guān)鍵。 課題采用無(wú)機(jī)鹽絡(luò)合溶膠凝膠法、電化學(xué)沉積法以及PEG輔助的溶膠凝膠法制備了多孔ZnO薄膜。研究了制備過(guò)程對(duì)薄膜顯微結(jié)構(gòu)和性能的影響，并對(duì)多孔的形成機(jī)理進(jìn)行了初步探索。 采用無(wú)機(jī)鹽絡(luò)合溶膠凝膠法制備研

2、究表明：檸檬酸與Zn2+可形成穩(wěn)定的絡(luò)合羧酸鹽，制得的ZnO薄膜呈多孔狀，孔徑分布主要在2.02～4.97nm范圍。薄膜的BET比表面積是27.6m2/g。在可見(jiàn)光范圍內(nèi)光透射率超過(guò)90％，光學(xué)帶隙寬度為3.25eV。 SDS參與的電沉積研究得出，Zn2+濃度為0.02M，SDS含量為5wt％，沉積電壓為-1.0v時(shí)得到的ZnO薄膜表面由層狀晶組成，且相互搭結(jié)形成多孔狀。SDS吸附在電極表面與帶正電的Zn2+形成表面活性劑-無(wú)機(jī)

3、聚集體導(dǎo)致薄膜多孔的形成。在可見(jiàn)光范圍內(nèi)，薄膜的光透過(guò)率在75％以上，光學(xué)帶隙寬度為3.6eV。在CTAB參與的電沉積中，由1wt％CTAB的0.02MZn(NO3)2電解液，沉積電壓-1.0V時(shí)得到的薄膜為卷曲的薄片狀ZnO組成，表面呈多孔結(jié)構(gòu)。多孔形貌與CTAB在電極表面的吸附作用相關(guān)。在可見(jiàn)光范圍內(nèi)，薄膜的光透過(guò)率隨波長(zhǎng)的減少而降低，且沉積電壓越大，光透射率越小。 由PEG輔助的溶膠凝膠法制備的ZnO薄膜呈多孔狀，溶膠粒子