研究目的
探索一种喷雾沉积技术,用于制备基于氧化石墨烯(GO)或还原氧化石墨烯(rGO)与通过微波辅助法合成的CuInGaSe2量子点(QD)的纳米复合薄膜,并评估其形貌和电化学性能。
研究成果
该研究成功展示了采用微波辅助法合成CuInGaSe2量子点,并将其与氧化石墨烯(GO)或还原氧化石墨烯(rGO)结合形成纳米复合材料。喷涂沉积技术能有效制备薄膜,在染料敏化太阳能电池中具有潜在应用价值——以rGO-QD薄膜作为对电极即为明证。
研究不足
该研究的局限性在于量子点与石墨烯衍生物之间的相互作用强度,这可能会影响复合材料的电子特性。喷涂沉积技术也可能导致薄膜厚度和均匀性出现波动。
1:实验设计与方法选择:
微波辅助合成CuInGaSe2量子点及与氧化石墨烯或还原氧化石墨烯制备纳米复合材料。
2:样品选择与数据来源:
使用合成的CIGSe量子点及氧化石墨烯或还原氧化石墨烯的水悬浮液。
3:实验设备与材料清单:
微波炉、超声喷雾系统、透射电镜、扫描电镜、原子力显微镜、拉曼光谱仪、紫外-可见分光光度计等。
4:实验步骤与操作流程:
量子点合成、配体交换、复合材料制备、喷雾沉积及表征。
5:数据分析方法:
分析薄膜的形貌、光学及电化学性能。
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Analytica Jena Specord 5D UV-vis Spectrophotometer
Specord 5D
Analytica Jena
Determine the absorbance measurements
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FEI G2 Tecnai spirit transmission electron microscope
G2 Tecnai spirit
FEI
Obtain TEM images of samples
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Bruker D2 Phaser X-ray diffractometer
D2 Phaser
Bruker
Determine the structural properties
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FEI Inspect F50 microscope
Inspect F50
FEI
Obtain SEM images of the sprayed thin films
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Olympus B51x microscope
B51x
Olympus
Take optical microscopy images of the thin films
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Nanosurf, EasyScan2 microscope
EasyScan2
Nanosurf
Acquire AFM images
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Perkin Elmer Lambda 900 UV/VIS/NIR spectrophotometer
Lambda 900
Perkin Elmer
Measure the transmittance
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Autolab PGSTAT302N potentiostat with a FRA module
PGSTAT302N
Autolab
Perform electrochemical impedance spectroscopy (EIS) measurements
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Perkin Elmer LS45 fluorescence spectrophotometer
LS45
Perkin Elmer
Analyze the photoluminescence (PL) of the as-synthesized nanocrystals
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Tescan Mira 3 FEG-SEM microscope
Mira 3 FEG-SEM
Tescan
Carry out EDS analysis
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Horiba Jobin Yvon model T64000 Raman confocal spectrometer
T64000
Horiba Jobin Yvon
Record Raman spectra of the films
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Thin Film Devices, INC, model FPP-2000
FPP-2000
Thin Film Devices, INC
Measure surface resistivity by four-point probe technique
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ExactaCoat coating system
ExactaCoat
Sonotek Corp.
Perform ultrasonic spray depositions
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AccuMist? nozzle
AccuMist
Sonotek Corp.
Used with the ExactaCoat coating system for spray deposition
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