研究目的
研究浴温对恒电位沉积Cu2O薄膜物理与电学特性的影响及其在异质结太阳能电池中的应用
研究成果
研究表明,在40°C下沉积的Cu2O薄膜具有更优异的晶体质量、更高的受主浓度和更好的光电导响应,与高温沉积的薄膜相比,更适合用于异质结太阳能电池应用。
研究不足
本研究仅限于探讨40至70°C浴温范围内对Cu2O薄膜性能的影响。研究结果可能不适用于其他沉积条件或材料。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用电化学沉积法,在不同镀液温度(40、55和70°C)下于氟掺杂氧化锡(FTO)基底上制备Cu2O薄膜。通过XRD、SEM、显微拉曼光谱、PL光谱、紫外-可见光谱、LCR测量及Keithley 4200半导体特性分析系统,对样品的结构、形貌、振动、光学及电学性能进行分析。
2:55和70°C)下于氟掺杂氧化锡(FTO)基底上制备Cu2O薄膜。通过XRD、SEM、显微拉曼光谱、PL光谱、紫外-可见光谱、LCR测量及Keithley 4200半导体特性分析系统,对样品的结构、形貌、振动、光学及电学性能进行分析。 样品选择与数据来源:
2. 样品选择与数据来源:以FTO玻璃为工作电极,铂片和Ag/AgCl分别作为对电极和参比电极。沉积溶液含0.15 M CuSO4·5H2O与1 M乳酸(溶于30 mL去离子水),用NaOH调节pH至约11。
3:15 M CuSO4·5H2O与1 M乳酸(溶于30 mL去离子水),用NaOH调节pH至约11。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:X射线衍射仪(X’PERTPRO PANalytical)、扫描电子显微镜(ZEISS)、显微拉曼光谱仪、光致发光光谱仪(RF-6000,SHIMADZU)、紫外-可见-近红外分光光度计(UV-1800,SHIMADZU)、触针式轮廓仪、LCR测试仪、Keithley 4200半导体特性分析系统。
4:实验流程与操作步骤:
在恒定电位?0.4 V下沉积30分钟制备Cu2O薄膜。通过改变温度(40-70°C)研究镀液温度对薄膜性能的影响。
5:4 V下沉积30分钟制备Cu2O薄膜。通过改变温度(40-70°C)研究镀液温度对薄膜性能的影响。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:采用Debye-Scherrer公式计算晶粒尺寸,通过特定方程估算位错密度与微应变,利用Tauc图确定光学带隙。
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X-ray diffraction meter system
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PANalytical
Studying the crystal structure of the films
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Scanning electron microscopy
ZEISS
ZEISS
Surface morphological study
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Photoluminescence spectroscopy
RF-6000
SHIMADZU
Studying the luminescence properties of Cu2O thin films
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UV–Vis-NIR spectroscopy
UV-1800
SHIMADZU
Exploring optical absorbance, transmittance and band gap of the films
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Keithley semiconductor characterization system
4200
Keithley
Carrying out photoconductivity (I-V) of the Cu2O films
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Micro Raman Spectroscopy
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Analyzing the vibrational properties of the Cu2O films
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Stylus profilometer
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Measuring thickness of the films
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LCR spectroscopy
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Studying electrical properties of the thin films
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