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磁控溅射生长的二氧化钒薄膜厚度调制热致变色特性
摘要: 采用直流磁控溅射法在320°C下于钠钙玻璃上制备了二氧化钒(VO2)薄膜,研究了薄膜厚度对VO2薄膜微观结构、表面形貌及热致变色性能的影响。X射线衍射表明:当膜厚超过102 nm时,沉积薄膜呈现显著的VO2(011)晶面择优取向。计算得出VO2薄膜晶粒尺寸随膜厚增加从16.05 nm持续增大至34.56 nm。紫外/可见/近红外分光光度计测试显示:当膜厚从79 nm增至264 nm时,可见光透过率降低而红外透射切换效率提高。此外,VO2薄膜光学带隙范围为1.15-1.40 eV,且较厚薄膜具有更小数值。电阻率温度特性测试结果表明:这些VO2薄膜的相变温度范围为53-60°C(显著低于单晶VO2的68°C),且随膜厚增加金属-半导体相变特征更为明显。综合来看,80-100 nm厚度范围的薄膜在可见光透过率与太阳能切换效率方面表现出相对均衡的综合性能。
关键词: 热致变色性能、薄膜厚度、二氧化钒、磁控溅射
更新于2025-09-23 15:23:52
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薄膜厚度和蒸发速率对共蒸发制备SnSe光伏薄膜的影响
摘要: 采用共蒸发法制备了不同厚度和蒸发速率的SnSe薄膜,并制作了结构为钠钙玻璃/Mo/SnSe/CdS/i-ZnO/ITO/Ni/Al的器件。通过将薄膜厚度控制在1.3毫米、蒸发速率设定为2.5 ?/s,器件的光电转换效率从0.18%提升至1.02%,这得益于短路电流密度和开路电压的提高。研究人员对比了各样品的电学、光学、结构特性及扫描电镜测试结果。数据显示:在1.3毫米厚度和2.5 ?/s蒸发速率条件下制备的SnSe薄膜太阳能电池具有最高的电子迁移率、更优异的结晶性能以及更大的晶粒尺寸。这些数据可为高质量SnSe薄膜的生长提供指导,并有助于基于蒸发法开发高效SnSe薄膜太阳能电池。
关键词: 硒化锡薄膜、薄膜厚度、共蒸发法、光伏应用、蒸发速率
更新于2025-09-23 15:21:01
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薄膜厚度对P-I-N型CH?NH?PbI???Cl?钙钛矿太阳能电池电子能带结构与光学性质的影响
摘要: 卤化铅钙钛矿卓越的光电特性引发了全球范围内将其开发为光伏材料的显著研究热潮。薄膜的形貌与晶体结构对器件特性和性能具有深远影响,然而底层空穴传输层(HTL)或电子传输层(ETL)以及薄膜厚度对薄膜形貌和电子特性的影响仍不明确。本研究通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见(UV-vis)吸收光谱,分析了不同厚度钙钛矿薄膜的特性,包括其形貌、晶体结构、光学性质及电子能带结构,并将钙钛矿太阳能电池(PSC)器件的相应性能与不同厚度的钙钛矿薄膜相关联。此外,紫外光电子能谱(UPS)结果表明,在优化厚度(310纳米)下,钙钛矿与衬底界面形成的界面偶极(?)达到最高值0.23电子伏特。因此,与其他厚度相比,这一强偶极效应能更高效地扫出载流子。
关键词: 薄膜厚度,钙钛矿,太阳能电池,界面偶极子
更新于2025-09-23 15:19:57
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有机分布反馈激光器制备中基于透射光谱的亚400纳米薄膜厚度测定
摘要: 基于薄膜的有机光电器件的设计与制造需要掌握薄膜的光学特性。分光光度包络法是一种常用于薄膜光学表征的低成本、无损检测方法,但其通常仅适用于厚度超过400纳米的薄膜——这一数值往往高于相关器件中实际使用的薄膜厚度。本文研究了一种在已知折射率的前提下,通过分光光度曲线获取400纳米以下活性薄膜厚度的方法。该方案通过将实测透射光谱与透明光谱窗口内的模拟光谱进行比对来实现厚度测定。我们在有机分布反馈激光器的制备中应用了该方法(此类器件对薄膜厚度的精确控制直接影响其优化和可重复响应性能),并通过椭偏仪和轮廓仪等其他技术验证了结果的准确性。采用本方法甚至能轻松测定低至40纳米的薄膜厚度,在折射率较低(1.5-1.7)的薄膜中仍能保持约5纳米的精度。文中还探讨了测定这些薄膜折射率的不同方法。
关键词: 光学特性表征、薄膜厚度、透射光谱、分布反馈激光器
更新于2025-09-19 17:13:59
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薄膜厚度和极化电场对(Pb,La)(Zr,Ti)O3铁电薄膜基器件光伏性能的影响
摘要: 无机钙钛矿铁电材料中获得的铁电光伏(FPV)效应因其制备具有优异稳定性、高开路电压(Voc)和大短路电流密度(Jsc)的FPV器件的巨大潜力而备受关注。为获得适合作为光吸收层的铁电薄膜厚度——既能充分吸收阳光又能最大限度减少光生电子-空穴复合,我们采用溶胶-凝胶法制备了不同层数的Pb0.93La0.07(Zr0.6Ti0.4)0.9825O3(PLZT)铁电薄膜,并基于这些薄膜构建了FTO/PLZT/Au结构的FPV器件。通过光伏性能测试发现:4层PLZT薄膜(约300纳米厚度)器件展现出最大的Voc和Jsc,且光伏效应明显依赖于极化电场的强度和方向。当施加负向极化电场时,由于剩余极化产生的退极化场与肖特基势垒引发的内建电场同向,Voc和Jsc均显著高于正向极化情况,且负向极化电场越强,Voc和Jsc越大。在-333 kV/cm极化电场下,器件呈现最优光伏性能,Voc高达0.73 V,Jsc达2.11 μA/cm2。本研究为开发高性能铁电光伏器件开辟了新途径。
关键词: 薄膜厚度,铁电薄膜,铁电光伏器件,退极化电场,无机钙钛矿
更新于2025-09-16 10:30:52
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气相沉积智能聚合物薄膜的厚度依赖性溶胀行为
摘要: 本研究表明,气相沉积智能聚合物薄膜的温度依赖性溶胀行为与交联程度及沉积膜厚度相关。智能聚合物在传感器和执行器装置中具有重要应用,通常需在具有复杂纳米结构的精密基底上进行共形涂覆制备。由于引发式化学气相沉积(iCVD)技术能满足这些特殊要求,本研究重点探究了iCVD法制备的聚(N-异丙基丙烯酰胺)薄膜的温度依赖性溶胀行为。通过水溶液中的光谱椭偏仪测定了溶胀态与收缩态之间的转变过程及相应的低临界溶解温度(LCST)。基于X射线反射率测得的干态薄膜密度与水中LCST位置成功建立关联,在30-330纳米厚度范围内该密度值介于1.1至1.3克/立方厘米之间。本研究强调了理解智能聚合物结构沉积过程及其溶胀机制的重要性。
关键词: X射线反射率、椭圆偏振光谱、气相沉积、智能聚合物、初始化学气相沉积(iCVD)、低临界溶解温度(LCST)、薄膜厚度、溶胀行为、交联
更新于2025-09-11 14:15:04