一、掺杂SnO_2薄膜作为电热材料的研究——成膜工艺条件探讨(论文文献综述)
黄信佐[1](2020)在《透明形状记忆PI电极的制备及其在OLED器件上的应用研究》文中研究说明与传统光电子器件相比,柔性电子器件具有超薄透明、轻质便携、柔性可弯曲等优点。随着柔性电子技术的发展,人们致力于开发多样化、多功能性的柔性器件。将形状记忆聚合物(SMPs)与柔性电子技术相结合,能够丰富柔性电子器件的多功能性,同时也拓宽了形状记忆聚合物的应用领域。本文首先研究了一种兼具高透光性、高耐热性的形状记忆聚酰亚胺薄膜材料(TSMPI),然后以TSMPI作为柔性透明基板,制备了两种透明电极:嵌入式双层金属网格和单层石墨烯,在此基础上制造了具有主动变形、变刚度和形状重构特性的智能白光有机发光二极管(OLED)。首先以耐高温聚酰亚胺作为研究对象,从透光性和形状记忆效应两个角度出发,使用柔性二酐BPADA和含氟二胺TFDB单体合成TSMPI。探究了单体摩尔比和热酰亚胺化温度对TSMPI各项性能的影响,并对相关机理进行解释。单体摩尔比为0.95、最高热酰亚胺化温度为270°C得到的PI270具有较优的综合性能。PI270具有高均一性的分子量分布,其数均分子量为19.41 kg/mol,相对酰亚胺化程度为97%;在450和550 nm处的透光率分别为87%和90%,满足OLED、OPV等光电器件对基板透光率的要求;其玻璃化转变温度为234°C,初始热分解温度为520°C,耐热性能高于其他已报道的透明SMPs;拉伸强度为129 MPa,断裂延伸率为7.4%,具有较好的力学性能;形变固定率和形变回复率分别为98%和97%,具有优异的形状记忆性能。然后采用PI270作为柔性透明基板,制备了一种具有嵌入式双层金属(Au/Ag)结构的透明金属网格电极(BMG4@TSMPI)。BMG4@TSMPI的平均方块电阻值为5.2Ω/sq,在550 nm处的透光率达85%;具有超低的表面粗糙度(Ra=2.7 nm);与基底之间存在极强附着力;经过连续2000次弯折试验后,其电阻也没有发生任何变化。以BMG4@TSMPI作为柔性透明阳极,制备了智能白光OLED器件。TSMPI的形状记忆效应赋予柔性发光器件主动变形和变刚度特性,可以在“软-硬”之间切换,从而实现其可逆的形状重构功能,器件可由二维平面结构转变为复杂的三维曲面结构,且在无外力支撑下,能长期保持稳定的临时形状;重构后的临时形状在外部热刺激下能发生形状回复,转变为初始二维平面形状。另外设计了一种基于TSMPI基板和嵌入式铝网格的柔性透明电加热膜(Alm@TSMPI)。Alm@TSMPI的电加热响应时间仅为20 s,最高表面稳态温度高达235°C,其电加热性能远超已报道的柔性透明电热膜。以嵌入式铝网格构建导电相,在不破坏SMP基体光学性能的前提下,实现了Alm@TSMPI的快速电响应,其电致形状回复时间仅为13 s,回复转变温度高达230°C,在已报道的电响应SMPs复合材料中是最高的。作为一种超薄、透明的柔性电热膜,可以将Alm@TSMPI紧密黏贴到其他SMPs基体表面,理论上可以实现转变温度低于230°C的所有SMPs的电响应。以透明形状记忆苯乙烯为例,展示了作为柔性电热膜的Alm@TSMPI在其他电响应SMPs中的应用。此外,采用电化学抛光工艺对铜箔进行表面抛光预处理,大大提高了铜箔的表面平整度,其表面粗糙度Ra由143 nm降至22 nm。以抛光铜箔作为生长基底,通过CVD法制备的铜基单层石墨烯无明显缺陷D峰,拉曼光谱中的平均I2D/IG高达2.3,总体质量优于未抛光的铜箔石墨烯。使用新的石墨烯转移方法,将单层石墨烯由铜箔无损转移到TSMPI表面。该方法以目标基底代替PMMA等支撑层,避免对石墨烯造成二次污染,得到表面超清洁的石墨烯。转移后的p G@TSMPI复制了抛光铜箔的微观形貌,其表面粗糙度为18 nm,在550nm处的透光率为86%,平均方块电阻值为310±18Ω/sq。同样以p G@TSMPI作为透明阳极进行白光OLED器件的制备,依靠TSMPI基板的形状记忆效应,石墨烯基发光器件同样实现了主动变形、变刚度和可逆的形状重构功能。
韩克[2](2020)在《二氧化锡薄膜的光催化活性及其影响因素研究》文中研究指明在水污染形势日益严峻的当下,传统治污技术的局限性逐渐凸显。光催化降解技术则以其成本低、降解完全、无二次污染的特点成为了最有效的治污手段。SnO2是一种理想的半导体光催化剂,它极具潜力却受制于自身缺陷无法进行大规模实际应用:(1)SnO2的带隙宽至3.6 eV,仅能利用极小部分的紫外光。(2)生成的光生电子-空穴对(e-/h+)十分容易复合。这两个缺陷限制了SnO2光催化性能的表达。此外我们也发现制备工艺可以显着影响SnO2的膜厚、结晶度等性质,作用于它的光催化性能。因此,为了提升SnO2的光催化性能,改进了SnO2的制备工艺,并研究了八种离子单、双、三掺杂和ZnO复合的效果,具体研究内容如下:1.制备SnO2的工艺条件研究使用溶胶-凝胶法以SnCl2·2H2O为Sn源制得SnO2薄膜,使用这些薄膜降解甲基绿。以甲基绿的降解率来考量样品的光催化活性。通过改变镀膜层数来探索不同膜厚的影响。焙烧温度和焙烧时间的影响则通过设置马弗炉温度和工作时间来考察。然后通过在溶液中加入HCl或NaOH来探究酸度的影响。最后以pH为0.8的SnCl2·2H2O的乙醇溶液制得胶体,镀三层膜3/2/1 min,在550℃焙烧1 h时制备的SnO2薄膜光催化性能最优。2.SnO2薄膜的改性为探究离子掺杂对SnO2光催化性能的影响,制备了F、S、B、Fe、Co、Ag、La、Y八种离子溶液。将离子溶液涂覆于膜的表面,然后在马弗炉中550℃焙烧1 h制得成品离子掺杂SnO2薄膜。通过降解甲基绿溶液的方式来评估样品的光催化活性,进而找到每种离子最佳掺杂浓度。然后制备各自最佳掺杂浓度下的八种离子单掺杂的SnO2薄膜,对比找出最适宜单掺杂的离子及其浓度。将掺杂效果最好的Y离子和B离子分别去掺杂非金属/金属离子溶液,同样的方法得到掺杂效果最好的一组是B/Y掺杂的样品。在B/Y最佳掺杂浓度的基础上去掺杂第三种离子,发现B/Y/Ag共掺杂效果最好。然后以表面掺杂的B/Y/Ag三离子共掺杂为对照,与表面层掺杂和体相掺杂两种方式比较。此外,将SnO2与ZnO胶体以不同体积比混合得到的胶体制备的薄膜进行测试,得到SnO2与ZnO的最佳体积比。最后制备了B/Y/Ag离子掺杂的SnO2-ZnO,它的光催化性能是制备的样品中最高的。3.表征本实验对性能比较突出的样品进行了表征,包括:光致发光光谱(PL)、紫外可见漫反射光谱(DRS)、X射线衍射分析(XRD)、差热热重分析(DTA-TG)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线能谱(EDS)、N2吸脱附(BET)等。其中DRS结果显示B/Y/Ag掺杂的SnO2-ZnO发生了明显的红移,对可见光吸收增强。PL光谱则显示出,经过改性SnO2的光生电子复合率明显下降。XRD、FE-SEM和BET分析反映了改性之后的SnO2粒径变小,比表面积增大,且掺杂离子分散均匀。DTA-TG分析则显示了SnO2焙烧过程中的物相变化。4.光催化机理研究通过改进制备工艺,SnO2样品的光催化能力有了长足的进步,根据实验结果与查阅的相关文献,得出其中机理:(1)光生电子和空穴随膜厚增加而增加,而膜越厚电子迁移距离也就越长。由于光源渗透深度的限制和迁移距离对光生电子-空穴复合几率的影响,合适的膜层厚度使样品具有大量光生电子空穴对的同时保持着较低的电子-空穴复合几率。(2)焙烧温度显着影响晶体状态,常温下处理得到的非晶型SnO2不具有光催化活性,而最佳焙烧温度下得到的SnO2有着适宜的晶胞条件和能隙结构。(3)最适宜溶液pH使得产生的胶体非常稳定且分布均匀,并且使得催化剂表面吸附能力处于较高水平。离子掺杂与半导体复合则是进一步的提高了SnO2光催化性能的上限,参考相关文献并结合实验与表征结果,对B/Y/Ag掺杂SnO2-ZnO的改性机理进行了推测:(1)B和O的轨道杂化,导致价带向上移动,与导带的能量差降低。(2)Y可以部分取代SnO2晶格中的Sn,发生晶格畸变,促进氧空位的形成。(3)Ag可以充当电子捕获器,使光生载流子分离能力大为增强。(4)SnO2和ZnO具有交错的能带结构,复合减小了能隙;而异质结的产生,使得原本转移受到杂质阻碍的光生电子可以在几乎不受杂质影响的局部环境中转移,与空穴的分离率大为提高。(5)B/Y/Ag掺杂和半导体复合具有一定的协同作用,它们共同作用下SnO2晶体发生了诸如颗粒变小、比表面积增大等变化,表现为光催化性能的显着增强。
童卫红[3](2019)在《二氧化锡基薄膜的制备、表征及电热性能的研究》文中提出功能性透明导电薄膜在日常生活中日趋重要。研究了以二氧化锡为主的电热薄膜,包括其制备方法和性能表征,设计了四种体系的二氧化锡基薄膜,采用XRD、FT-IR、FE-SEM、HR-TEM、四探针测试仪和热功率测试仪对样品的物相、形貌、结构和性能进行表征,并深入探讨了材料的电热性能,具体内容如下:(1)以SnCl4·5H2O和SbCl3为原料,无水乙醇作溶剂,溶胶-凝胶法制备SnO2:Sb(ATO)薄膜的前驱体溶液,再用超声喷雾热解法制得薄膜,并用XRD、FE-SEM、四探针测试仪及热功率测试仪对样品进行表征。结果表明:超声喷雾热解法可制备表面平整的ATO薄膜;Sb元素的掺杂并未改变SnO2的晶体结构,且随着沉积温度的增加,薄膜的结晶度提高;当沉积温度为500℃,n(Sb):n(SnO2)=1.5at%,c(Sn)=0.6mol/L时方块电阻最小,为105Ω/□,施加220V电压最高加热温度达到213℃。(2)以SnCl4·5H2O、SbCl3、Ni(CH3COO)2·4H2O、La(NO3)3·5H2O为原料,无水乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备了二元掺杂SnO2薄膜前驱体溶液,以超声喷雾热解法制得薄膜。结果表明,二元掺杂会使薄膜的方块电阻变大,不同的掺杂元素会影响薄膜的晶粒生长,当n(Ni):n(SnO2)=3at%时,薄膜的红外发射率为0.782,最高发热温度达到235℃,微观表征显示薄膜表面平整,TEM测量的晶粒大小与XRD计算结果相吻合,而当掺杂La元素时,方块电阻变大,薄膜红外发射率变化不明显,薄膜发热温度下降,电热性能变差。(3)以SnCl4·5H2O和SbCl3为原料,无水乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备了掺锑氧化锡(ATO)薄膜前驱体溶液。然后将改性碳纳米管(CNTs)添加到前体溶液中,形成稳定的前体悬浮液。采用超声喷雾热解法在清洁石英玻璃表面沉积CNTs/ATO复合膜。结果表明,超声喷雾热解制备CNTs/ATO复合膜是可行的。复合膜仍保持SnO2四方金红石结构。改性后的CNTs在ATO前驱体溶液中分散均匀,制备的薄膜比未改性的碳纳米管制备的薄膜更加均匀。改性CNTs/ATO薄膜的最小方块电阻达到32Ω/□,且在220V电压下,最高加热温度达到362℃。(4)由于ATO薄膜存在“老化”现象,且红外发射率有限,故提出“双层膜”设想,即在ATO薄膜表面制备一层红外高发射率层,缓解电热薄膜老化现象,并提高红外发射率。经实验证明,该双层电热薄膜的导电性能并没有降低,但是发热温度有所提高,红外发射率相较于ATO薄膜升至0.85以上,多次通电以后薄膜热学性能没有明显下降。
杨光[4](2019)在《高效稳定SnO2基钙钛矿太阳能电池中关键材料与界面研究》文中认为有机无机杂化钙钛矿太阳能电池凭借其优异的光电性能、生产制备成本低以及快速增长的光电转化效率(PCE)迅速成为新一代薄膜太阳能电池中的明星和潜力股。目前实验室中钙钛矿器件的最高光电转换效率已经达到24.2%。然而,钙钛矿太阳能电池依然面临着诸多挑战,包括:提高器件的稳定性;高质量钙钛矿薄膜的大面积制备;提高高效率器件制备的可重复性。本论文从提高正式平面异质结钙钛矿太阳能电池的性能和稳定性出发,通过改进电荷传输材料(电子传输层和空穴传输层材料)、优化钙钛矿活性层以及界面调控等手段,使得钙钛矿电池的性能和稳定性得到进一步提高和改善,并取得了如下研究成果:(1)低温水热法生长的钇(Y)掺杂二氧化锡(SnO2)纳米片作为高效的电子传输层。微量Y元素的引入可以促进SnO2纳米片阵列的均匀生长,改善钙钛矿和SnO2纳米片阵列的界面接触。同时,Y掺杂之后,SnO2的费米能级上移,提高了其导电性能,更加有利于电荷的传输和收集。最终,基于这种低温生长的Y-SnO2的钙钛矿器件展现出17.29%的PCE,并且没有明显的J-V回滞现象。(2)采用3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)水解形成的自组装分子层(SAM)来修饰SnO2电子传输层/钙钛矿吸光层的界面。在本研究中,基于MAPbI3的平面钙钛矿太阳能电池经过APTES修饰之后,器件的PCE从14.69%增长到18.32%,效率的增长主要来于大幅度提高的开路电压(VOC)。我们通过多种表征手段探究了光伏性能提高的内在原因。实验结果发现,APTES SAM界面修饰带来了如下影响:1,经过自组装分子界面层修饰之后,SnO2的表面能增加、SnO2电子传输层与钙钛矿吸光层的物理接触得到改善。2,自组装分子界面层可以诱导钙钛矿薄膜的成核生长,提高钙钛矿薄膜的成膜和结晶质量。2,APTES SAM的终端官能团可以在SnO2表面形成偶极子,有效降低SnO2的功函数,增加内建电场。3,界面分子层的终端集团具有钝化作用,可以降低钙钛矿薄膜的缺陷态密度,抑制电荷在SnO2/钙钛矿界面的复合,提升电子的传输和收集效率。(3)采用室温溶液法合成了SnO2量子点水溶液,并使用其作为高效平面钙钛矿太阳能电池的电子传输层。研究结果发现,通过对SnO2量子点薄膜进行不同温度的退火处理,可以控制SnO2量子点薄膜中配体(硫脲)的残存量,进而有效地调节SnO2量子点薄膜的载流子浓度。基于最佳退火温度(200℃)的SnO2电子传输层,我们制备的小面积钙钛矿电池的光电转换效率达到20.8%(有效面积为0.09 cm2)、大面积电池效率超过19%(有效面积为1 cm2)、柔性器件效率达到16.97%。SnO2量子点电子传输层的载流子浓度可以显着影响SnO2和钙钛矿界面阻抗和电荷输运,从而对钙钛矿电池的器件效率以及J-V回滞现象产生很大影响。(4)使用有机小分子酞菁铜的衍生物(CuMe2Pc)作为空穴传输层,显着提升了钙钛矿器件的长期稳定性,并且获得了可以与2,2’,7,7’-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9’-螺二芴(Spiro-OMeTAD)的钙钛矿器件相比拟的光伏性能。研究结果表明CuMe2Pc表现出了垂直于衬底方向的分子排列和更高的空穴迁移率,提高了器件的空穴抽取能力。同时,CuMe2Pc还具有更疏水的表面特性,有利于保护钙钛矿吸光层免于水分子的破坏,显着地改善了钙钛矿太阳能电池的稳定性。由于CuMe2Pc具有良好的电学和表面物理特性,基于CuMe2Pc作为空穴传输层的钙钛矿太阳能电池获得了15.75%的效率,并且器件的长期稳定性也得到了显着提高。(5)通过在反溶剂法制备钙钛矿薄膜的过程中引入有机小分子(IT-M),调控钙钛矿的晶体生长,钝化钙钛矿薄膜的晶界缺陷,显着提高钙钛矿薄膜载流子寿命,荧光寿命长达2μs。IT-M是一种具有路易斯碱分子,可以和钙钛矿之间形成路易斯酸碱加合物,有效钝化Pb2+空位缺陷,从而提升钙钛矿器件性能,PCE达到20.5%,并且具有非常高的填充因(81%)。进一步研究表明,IT-M的引入可以显着增强钙钛矿正八面体结构中有机阳离子和卤素离子的相互作用,有利于提高钙钛矿的热稳定性。同时,引入IT-M之后,钙钛矿晶界处存在的疏水性的有机小分子可以有效阻止水汽入侵,极大地改善了钙钛矿薄膜的湿度稳定性。经过IT-M钝化的钙钛矿电池表现出更好的湿度稳定性和热稳定性。本论文以提升钙钛矿电池的性能和稳定性为研究目标,通过改进钙钛矿器件中各功能材料的物理、化学特性、优化相关的表界面,深入研究了钙钛矿器件性能和稳定性提升的内在机制,为进一步推进钙钛矿太阳能电池的发展提供了思路和借鉴意义。
冯梦现[5](2017)在《溶胶—凝胶法制备SnO2基透明导电薄膜的研究》文中提出二氧化锡(SnO2)为四方金红石结构,禁带宽度为3.5eV-4.0eV,本征导电为n型导电材料。通过适当的元素掺杂,可以得到良好导电性能,高可见光透过率和强稳定性的SnO2基透明导电薄膜。这些优越的性能使其在透明电极、面发热膜、气敏传感器等领域有重要的应用。另外,SnO2资源丰富,价格低廉且无毒无害,很适合被大批量应用到工业生产中,也是取代目前市场上应用最多的ITO(Indium Tin Oxide)薄膜最理想的材料之一。如果通过合适的制备方法,能够得到优越光电性能的SnO2透明导电薄膜,将对替代ITO,以及拓展TCO(Transparent Conductive Oxide)薄膜应用领域有重要意义。本文以氯化亚锡(SnCl2?2H2O)为前驱体,采用溶胶-凝胶法,首先对实验的基本条件进行确定,再选用Sb、P和Al作为掺杂元素,制备SnO2:Sb(ATO)、SnO2:P、SnO2:(Sb+P)和SnO2:Al透明导电薄膜,系统的研究了掺杂量、热处理温度以及镀膜次数对薄膜性能的影响,并用XRD(X-ray Diffraction)、SEM(Scanning Electron Microscope)、AFM(Atomic Force Microscope)、四探针和紫外-可见分光光度计进行表征。研究结果表明:所有元素掺杂制备的SnO2薄膜,都保持SnO2四方金红石结构;掺杂元素主要以取代和间隙填充的方式存在SnO2晶格中。随着Sb掺杂量由5mol%增加到11mol%,ATO(Antimony Tin Oxide)薄膜晶粒细化,表面缺陷增加,RMS(Root Mean Square)粗糙度由0.48nm增加到0.89nm,薄膜电阻呈先下降后上升的趋势,平均可见光透过率略有下降。在适当的范围内,提高热处理温度和增加镀膜次数,有利于提高薄膜质量,降低薄膜表面粗糙度,使ATO薄膜电阻降低。当Sb掺杂量为Sb/Sn=9mol%时,提拉镀膜12C,在450℃热处理30min的ATO透明导电薄膜性能最佳,样品薄膜电阻为194Ω/□。在实验测试范围内,ATO透明导电薄膜在可见光区域平均透过率可以达到80%。与ATO薄膜相比,SnO2:P薄膜P掺杂固溶度较低,薄膜电阻较高,但是具有较高的可见光透过率。随着P掺杂量由1mol%增加到3mol%,SnO2:P薄膜结晶度降低,颗粒尺寸细化,表面RMS粗糙度由1.33nm下降到0.59nm,薄膜电阻先减小后增加,而掺杂量对可见光透过率影响不大。在一定范围内,提高热处理温度和增加镀膜次数,SnO2:P薄膜电阻明显减小。最佳工艺条件为:P/Sn为2mol%,提拉镀膜14C,在450℃热处理30min,SnO2:P薄膜电阻为8.9kΩ/□。在实验测试范围内,SnO2:P透明导电薄膜平均可见光透过率可以达到90%以上。SnO2:(Sb+P)透明导电薄膜表面电阻和平均可见光透过率介于ATO薄膜和SnO2:P薄膜之间。在镀膜14C,450℃热处理30min时,9mol%Sb和1mol%P共掺杂的SnO2:(Sb+P)薄膜电阻值最低为983Ω/□。在测试范围内,SnO2:(Sb+P)薄膜平均可见光透过率可以达到85%。Al掺杂制备SnO2:Al透明导电薄膜,Al3+取代Sn4+产生空穴载流子,当Al/Sn超过8mol%时,空穴浓度超过电子而成为主要载流子,SnO2:Al薄膜由n型导电转变为p型导电。Al掺杂量为14mol%时,提拉镀膜10C,在450℃热处理30min时,SnO2:Al透明导电薄膜电阻值最低为18.4kΩ/□。在实验测试范围内,SnO2:Al薄膜平均可见光透过率可以达到85%。通过与n型SnO2透明导电薄膜相比,SnO2:Al薄膜电阻随着Al掺杂量的增加变化更复杂,而且获得p型SnO2薄膜所需要的Al掺杂浓度较高,薄膜电阻值相对也较高。随着Al掺杂量的增加,SnO2:Al薄膜结晶度降低,颗粒尺寸细化,薄膜表面RMS粗糙度整体呈上升趋势。热处理温度和镀膜层数对SnO2:Al透明导电薄膜的光电性能的影响,与对n型SnO2透明导电薄膜影响类似。
史晓慧[6](2017)在《FTO透明导电薄膜的制备及其性能研究》文中研究指明氟掺杂氧化锡(Fluorine doped tin oxide,简称FTO)透明导电薄膜是一种宽禁带半导体材料,因其原料充足、成本低、易刻蚀、光学性能适宜、电学性能优异、化学稳定性好,被广泛应用于薄膜太阳能电池、气敏传感器、平板显示器和低辐射膜等诸多领域,特别在建筑玻璃的深加工领域具有广阔的发展前景,已经成为目前节能环保材料研究领域的热点。但在研究与应用方面仍存在一些关键的技术问题,如FTO薄膜表面不均匀、易产生龟裂以及掺杂机制不明等问题。本课题以研究FTO薄膜简单易行的制备工艺为宗旨,开展了镀膜制备工艺的优化、掺杂剂浓度对FTO薄膜性能的影响、氟源种类对FTO薄膜性能的影响及其掺杂机制等方面的研究,获得了一些有意义的成果。采用改进的溶胶-凝胶法制备高性能FTO导电膜,主要研究了最佳的制膜工艺,在传统的薄膜的煅烧过程中采用简单易行的蒸镀法一举两得的制备出FTO薄膜。研究了不同F/Sn原子比对FTO薄膜的结构、形貌以及光电性能的影响。此外,考察了氟源种类对FTO薄膜性能的影响,探讨了不同氟源的掺杂机制。利用XRD、SEM、TEM、TG-DTA和FT-IR等测试手段表征了样品的性能参数。具体内容如下:1.采用自主创新的溶胶-凝胶-蒸镀法,以SnCl4·5H2O为锡源,SnF2为氟源,制备FTO薄膜,重点讨论了前驱体反应温度、反应时间、基体温度、镀膜次数等条件对FTO薄膜的结构、形貌以及光电性能的影响。结果表明,当前驱体反应温度50℃,反应时间5 h,基体温度600℃,镀膜次数1次时,可获得方块电阻为14.7Ω?¨-1的FTO薄膜。2.研究不同F/Sn原子比(0-22%)对FTO薄膜性能的影响,并对FTO薄膜进行综合光电性能指数分析。研究结果表明,F-离子替位部分O2-离子,形成SnO2-xFx,从而影响FTO薄膜的导电性能。SnO2-x Fx为四方金红石型多晶结构,且沿(110)晶面有定向生长优势,其XRD衍射峰与SnO2标准峰(JCPDS card no.41-1445)相一致。SnO2-xFx薄膜表面呈类金字塔状,晶粒尺寸约为20 nm。SnO2-xFx的晶格条纹宽度为0.33 nm,对应(110)晶面的衍射花样图案,表明晶粒沿该晶面方向择优生长。SEM灰度图的三维结构的分形维数反应了薄膜表面的粗糙程度,随着分形维数值的增大,薄膜表面越粗糙,方块电阻也越大,导电性能降低。当F/Sn原子比为14%时,FTO薄膜的可见光区平均透过率为79.2%,方块电阻为14.7Ω?¨-1,此时,FTO薄膜的综合光电性能指数(ΦTC=66.1×10-4Ω-1)最大,中远红外反射率(RIR=86.07%)最大,薄膜质量最优。3.以不同氟的化合物如CF3COOH、HF和SnF2为氟源,采用溶胶-凝胶-蒸镀法制备不同F源掺杂的SnO2薄膜,主要研究CF3COOH、HF和SnF2三种氟源的掺入对薄膜的结构、形貌以及光电性能的影响。研究表明,三种氟源制备的FTO薄膜均呈现四方金红石型结构,表面形貌分别为不规则多边形状、棒状以及金字塔状。以CF3COOH、HF或SnF2为氟源的顺序,FTO薄膜的综合光电性能指数ΦTC值依次为10.2×10-4Ω-1、49.2×10-4Ω-1和66.1×10-4Ω-1,热辐射性能指数RIR值依次为49.1%、83.1%和86.07%。这表明:以SnF2为氟源时,FTO薄膜综合光电性能最优,热工性能最优。4.三种氟源对FTO薄膜性能的影响机制主要表现为F-离子与SnO2晶粒间的键合方式或生成氟锡化合物的难易程度有关:SnF2自身为锡氟化合物,作为氟源的同时也作为锡源,可进行一次性有效掺杂;而HF对SnO2具有二次性掺杂,且对SnO2晶粒有较强的腐蚀作用;而CF3COOH属于间接掺杂。一次掺杂的氟源(SnF2)制备的FTO薄膜性能要优于二次掺杂的(HF)以及间接性掺杂的(CF3COOH)氟源制备的FTO薄膜的性能。
史晓慧,许珂敬,西金涛,张迎迎,王永强[7](2016)在《基于掺杂的透明导电氧化锡基薄膜电学性能研究》文中认为透明导电氧化锡基薄膜因其透明性和导电性两大基本特性而备受关注,但其导电性能仍需加强或改进.类金属材料具有强的红外反射性能,为提高透明导电氧化锡基薄膜的红外反射性能,对薄膜的导电性能进行了研究.氧化锡基薄膜因SnO2晶格中存在氧缺位或间隙离子而具有髙阻低导特性,可以通过适当的元素替代在其宽禁带内形成杂质能级而实现良好的导电性.概述了氧化锡薄膜的掺杂机理,综述了不同掺杂方式下SnO2基透明导电膜的导电性情况,并对透明导电氧化锡基薄膜的发展前景进行了展望.
习建国[8](2015)在《碱金属元素Li掺杂对SnTMO2(TM=Fe,Ni,Mn,Cr,Co)结构与磁性的影响》文中研究指明Sn O2是一类具有宽禁带的室温顺磁性半导体材料,其禁带宽度大约为3.6 e V,是制备稀磁半导体的理想材料。自从Ogale等人报道出Co掺杂Sn O2在室温时具有巨磁矩7.5μB/Co,大量研究人员便开始针对Sn O2基稀磁半导体进行研究工作。然而,各研究小组都未发现具有巨磁矩的Sn O2基稀磁半导体材料,与Ogale等人所报道的结果差异很大。为了提高稀磁半导体材料的室温饱和磁化强度,研究人员尝试在氧化物半导体中掺杂IA主族元素来提高材料的饱和磁化强度,且取得了重要进展。因此室温巨磁矩是研究稀磁半导体材料的主要目的,也是稀磁半导体材料是否可以在实际应用方面取得突破的关键。本文通过传统的固态烧结方法制备了Sn0.95-x(TM0.05,Lix)O2(0≤x≤0.08;TM=Fe,Ni,Mn,Cr,Co)半导体材料。利用X射线衍射线(XRD)和磁性测量系统(MPMS)中的样品振动磁强计(VSM)对样品的结构和磁性进行表征。(1)通过传统的固态烧结方法在1000℃下制备了较纯的Sn0.95-x(TM0.05,Lix)O2(TM=Fe,Ni,Mn,Co,Cr)稀磁半导体材料。(2)所有Sn0.95-x(TM0.05,Lix)O2(TM=Fe,Ni,Mn,Co,Cr)均为Sn O2金红石相,且可能有少量杂质相存在;此外,Li离子掺入到Sn O2晶格中。(3)Li离子掺杂可以在Sn O2晶格中引入大量载流子,进而提高Sn0.95-x(TM0.05,Lix)O2(TM=Fe,Ni,Mn,Co,Cr)稀磁材料的饱和磁化强度。载流子通常被当作媒介促使磁性离子之间产生磁性相互作用。室温时,Sn0.95-x(TM0.05,Lix)O2(TM=Fe,Ni,Mn,Co,Cr)稀磁材料在室温下几乎都为顺磁性,Sn0.95-x(TM0.05,Lix)O2除外,因为温度升高会破坏Sn0.95-x(TM0.05,Lix)O2稀磁材料中磁畴方向的一致性,进而影响了磁性离子之间的磁相互作用。
徐游[9](2013)在《超声雾化热解法制备掺杂型SnO2薄膜及其性能研究》文中认为随着半导体行业的出现和发展,SnO2薄膜良好的光电性能受到人们的广泛关注,并逐渐形成以SnO2薄膜为基础的发光器件、大而积显示器、太阳能电极、Low-E节能建筑玻璃、气敏传感器、离子交换剂等先进材料工业。针对传统二氧化锡薄膜无法兼顾光学透过性能和电学导电性能之间的矛盾,本文以SnO2薄膜为主要研究对象,通过控制元素掺杂和制备工艺,成功制备出具有良好光谱透过性能和电学性能的二氧化锡薄膜。本课题采用超声雾化热解法,在石英基板上成功制备出一元掺杂(Sb/SnO2、 Ni/SnO2、Zn/SnO2)和二元掺杂[(Sb:Ni)/SnO2]二氧化锡薄膜,并对超声雾化热解法的镀膜工艺进行优化。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜观察薄膜的结构、金相和表面形貌,使用紫外—可见光分光度计表征薄膜的光学透过性能,采用四探针测试仪表征薄膜的电学导电性等,探讨掺杂成分、掺杂量和镀膜工艺对薄膜光电性能的影响,研究分析了二元重掺杂下薄膜具备高紫外透过率的机理。一元掺杂二氧化锡薄膜的研究中,研究了一元掺杂Sb、Ni、Zn对Sn02薄膜的结构、形貌和光电性能的影响。重点阐述了通过一元掺杂之后,不同掺杂元素、掺杂量和镀膜条件下SnO2薄膜在紫外和可见光区透过率变化的原因,同时研究以上条件下薄膜方块电阻的变化趋势。研究发现:采用此方法制备的薄膜呈细小柱状晶,3%Ni掺杂时薄膜的可见光透过率最高,为88.99%;通过Sb一元掺杂后,薄膜的方块电阻随着镀膜温度的升高而增加,随着掺杂量的增加而增加,随着镀膜时间的延长而下降。在一元掺杂SnO2薄膜研究的基础上,使用Sb、Ni二元掺杂,研究二元掺杂之后,不同Sb、Ni掺杂对SnO2薄膜的结构、形貌、在可见光区和紫外区的透过率、能带结构和方块电阻等的影响,提出了两种不同半导体类型同时掺杂后产生的复合效应对SnO2薄膜光电性能的提升上的作用,并对二元掺杂后薄膜具备高紫外透过率提出相应的理论解释。研究发现:薄膜在二元掺杂后晶粒变小,呈纳米级柱状晶结构,排列比一元掺杂时更加致密;二元掺杂SnO2薄膜晶格常数增大,出现明显的织构现象,(200)晶面为优势生长面;二元掺杂之后,在复合掺杂补偿机制的作用下,Sn02薄膜不但具有良好的紫外透过率(其中在浅紫外区(300nm—380nm)出现一个高紫外透过“平台”:1%Sb-x%Ni掺杂时,紫外透过率达65%),同时薄膜具有良好的电学性能。
王曼星[10](2013)在《SnO2薄膜的制备与性能表征》文中指出随着能源的日渐短缺和全球环境的恶化等,我们必须寻找新的清洁可再生资源。太阳电池的研究和开发越来越受到人们的重视,寻找高的光电转换效率的材料是我们要解决的关键问题。光入射到太阳能电池表面时,有一部分光产生反射现象,影响其光电转换效率。现在在太阳能电池表面形成一层减反射膜是提高其光电转换效率的有效方法。SnO2薄膜材料是一种金属氧化物材料,它具有较宽的带隙、高透射率、低电阻、化学和热稳定性能好,所以选择用来作为太阳能电池的减反射膜材料。本文中薄膜制备方法是等离子体增强化学气相沉积(PECVD)(1)光伏发电技术的特点以及发展趋势,太阳能电池的工作原理及选择作为太阳能电池的材料应具备的某些特性。(2)SnO2薄膜的具体的特性、应用以及它作为太阳能电池减反射膜材料的优点及普遍采用的制备SnO2薄膜的方法。(3)薄膜的生长原理及其测试方法,以及PECVD法制备薄膜的过程和相关数据的采集等。(4)通过所得到的数据,从其晶体结构、表面形貌、光学特性和电学特性等方面进行了相关分析。
二、掺杂SnO_2薄膜作为电热材料的研究——成膜工艺条件探讨(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、掺杂SnO_2薄膜作为电热材料的研究——成膜工艺条件探讨(论文提纲范文)
(1)透明形状记忆PI电极的制备及其在OLED器件上的应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.2 形状记忆聚合物概述 |
1.2.1 形状记忆效应的机理 |
1.2.2 形状记忆聚合物的响应方式 |
1.2.3 形状记忆聚合物的应用 |
1.3 柔性透明电极材料简介 |
1.3.1 碳基柔性透明电极 |
1.3.2 金属基柔性透明电极 |
1.3.3 导电聚合物电极 |
1.3.4 复合式电极 |
1.4 形状记忆聚合物在柔性电子中的应用 |
1.5 本论文的选题依据及主要研究内容 |
1.5.1 选题依据 |
1.5.2 研究内容 |
第2章 实验原材料与测试表征方法 |
2.1 实验原材料 |
2.2 实验设备与仪器 |
2.3 性能测试与表征方法 |
2.3.1 光谱分析 |
2.3.2 凝胶色谱 |
2.3.3 力学拉伸性能测试 |
2.3.4 热分析与动态力学分析 |
2.3.5 形状记忆性能测试 |
2.3.6 材料微观形貌分析 |
2.3.7 薄膜导电性能测试 |
2.3.8 有机电致发光器件光电性能 |
第3章 透明形状记忆聚酰亚胺的合成及性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 透明形状记忆聚酰亚胺的合成 |
3.3 透明形状记忆聚酰亚胺的结构与性能 |
3.3.1 化学结构 |
3.3.2 光学性能 |
3.3.3 动态热机械性能 |
3.3.4 聚酰亚胺的热分析 |
3.3.5 力学性能 |
3.3.6 形状记忆性能 |
3.4 本章小结 |
第4章 形状记忆柔性金属网格的制备及应用研究 |
4.1 引言 |
4.2 嵌入式双层金属网格电极的制备 |
4.3 嵌入式双层金属网格的形貌及性能分析 |
4.3.1 微观形貌分析 |
4.3.2 表面粗糙度及XPS分析 |
4.3.3 综合光电性能分析 |
4.3.4 金属网格对PI形状记忆性能的影响 |
4.4 金属网格在智能OLED中的应用 |
4.4.1 智能OLED的制备 |
4.4.2 智能OLED的性能测试 |
4.5 铝网格在电响应SMPS中的应用 |
4.5.1 内嵌式铝网格的制备 |
4.5.2 内嵌式铝网格的微观形貌分析 |
4.5.3 内嵌式铝网格的电加热特性 |
4.5.4 透明SMPs的电响应过程 |
4.6 本章小结 |
第5章 形状记忆石墨烯电极的制备及应用研究 |
5.1 引言 |
5.2 铜基底的电化学抛光 |
5.2.1 电化学抛光的简介 |
5.2.2 电化学抛光的工艺优化 |
5.3 单层石墨烯的制备及转移 |
5.3.1 铜基石墨烯的拉曼光谱分析 |
5.3.2 石墨烯转移前后的形貌分析 |
5.3.3 石墨烯电极的光电性能 |
5.4 石墨烯在智能OLED中的应用 |
5.4.1 以石墨烯为电极的OLED器件制备 |
5.4.2 以石墨烯为电极的OLED器件性能测试 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(2)二氧化锡薄膜的光催化活性及其影响因素研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 SnO_2的性质结构与光催化原理 |
1.2.1 SnO_2结构与性质 |
1.2.2 SnO_2光催化原理 |
1.3 影响SnO_2光催化能力的因素 |
1.3.1 与晶体相关的因素 |
1.3.2 与制备工艺和实验条件有关的因素 |
1.4 提升SnO_2光催化性的措施 |
1.4.1 制备工艺的系统优化 |
1.4.2 贵金属沉积 |
1.4.3 离子掺杂 |
1.4.4 半导体复合 |
1.5 SnO_2光催化剂的制备方法 |
1.5.1 溶胶凝胶法 |
1.5.2 共沉淀法 |
1.5.3 水热法 |
1.6 纳米SnO_2材料的应用 |
1.6.1 作为透明导电材料 |
1.6.2 作为电池负极材料 |
1.6.3 作为气敏元件 |
1.6.4 作为光催化剂 |
1.7 本课题研究内容及创新点 |
1.7.1 本课题的主要研究内容 |
1.7.2 本课题的创新点 |
第二章 纳米SnO_2样品的制备与表征 |
2.1 试剂及仪器 |
2.1.1 试剂 |
2.1.2 仪器 |
2.2 样品的制备 |
2.2.1 玻璃基体的预处理 |
2.2.2 胶体的制备 |
2.2.3 薄膜的制备 |
2.2.4 粉体的制备 |
2.3 样品的表征 |
2.3.1 光催化性能实验 |
2.3.2 紫外-可见漫反射光谱分析 |
2.3.3 光致发光光谱分析 |
2.3.4 晶体结构分析 |
2.3.5 表面形貌分析 |
2.3.6 孔径与比表面分析 |
2.3.7 差热热重分析 |
2.4 本章小结 |
第三章 SnO_2薄膜最佳制备工艺的探索 |
3.1 降解的对象 |
3.2 最佳镀膜层数及镀膜时间的确定 |
3.2.1 单层膜最佳镀膜时间的确定 |
3.2.2 双层膜与三层膜最佳镀膜时间的确定 |
3.2.3 最佳镀膜层数的确定 |
3.3 最佳焙烧温度及时间的确定 |
3.4 溶液最佳pH的确定 |
3.5 本章小结 |
第四章 改性SnO_2薄膜的光催化性能 |
4.1 单离子掺杂SnO_2薄膜的光催化性能 |
4.1.1 B离子掺杂SnO_2薄膜的光催化性能 |
4.1.2 F离子掺杂SnO_2薄膜的光催化性能 |
4.1.3 S离子掺杂SnO_2薄膜的光催化性能 |
4.1.4 Fe离子掺杂SnO_2薄膜的光催化性能 |
4.1.5 Co离子掺杂SnO_2薄膜的光催化性能 |
4.1.6 Ag离子掺杂SnO_2薄膜的光催化性能 |
4.1.7 La离子掺杂SnO_2薄膜的光催化性能 |
4.1.8 Y离子掺杂SnO_2薄膜的光催化性能 |
4.1.9 各掺杂离子在最佳掺杂浓度下的改性效果对比 |
4.2 双离子掺杂SnO_2薄膜的光催化性能 |
4.2.1 B/Fe双掺杂Sn O_2 薄膜的光催化性能 |
4.2.2 B/Co双掺杂Sn O_2 薄膜的光催化性能 |
4.2.3 B/Ag双掺杂Sn O_2 薄膜的光催化性能 |
4.2.4 B/La双掺杂Sn O_2 薄膜的光催化性能 |
4.2.5 B/Y双掺杂SnO_2薄膜的光催化性能 |
4.2.6 Y/B双掺杂SnO_2薄膜的光催化性能 |
4.2.7 Y/S双掺杂SnO_2薄膜的光催化性能 |
4.2.8 Y/F双掺杂SnO_2薄膜的光催化性能 |
4.2.9 双掺杂离子在最佳掺杂浓度下的改性效果对比 |
4.3 三离子掺杂SnO_2薄膜的光催化性能 |
4.3.1 B/Y/F三掺杂Sn O_2 薄膜的光催化性能 |
4.3.2 B/Y/S三掺杂Sn O_2 薄膜的光催化性能 |
4.3.3 B/Y/Fe三掺杂Sn O_2 薄膜的光催化性能 |
4.3.4 B/Y/Co三掺杂Sn O_2 薄膜的光催化性能 |
4.3.5 B/Y/Ag三掺杂Sn O_2 薄膜的光催化性能 |
4.3.6 B/Y/La三掺杂Sn O_2 薄膜的光催化性能 |
4.3.7 三掺杂离子在最佳掺杂浓度下的改性效果对比 |
4.4 Sn O_2-Zn O复合薄膜的光催化性能 |
4.5 B/Y/Ag三掺杂Sn O_2-Zn O复合薄膜的光催化性能 |
4.6 可见光下B/Y/Ag掺杂Sn O_2-Zn O复合薄膜的光催化性能 |
4.7 本章小结 |
第五章 改性SnO_2薄膜的表征 |
5.1 紫外可见漫反射光谱 |
5.2 光致发光光谱 |
5.3 表面形貌分析 |
5.4 差热热重分析 |
5.5 X射线衍射 |
5.6 N_2吸脱附曲线 |
5.7 本章小结 |
第六章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
附录 |
(3)二氧化锡基薄膜的制备、表征及电热性能的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 电热薄膜的概述 |
1.1.1 电热薄膜的发热机理 |
1.1.2 电热薄膜的性能要求 |
1.1.3 电热薄膜的分类 |
1.1.4 电热薄膜的制备方法 |
1.1.5 TCO薄膜的研究进展 |
1.2 SnO_2基电热薄膜概述 |
1.2.1 SnO_2半导体简介 |
1.2.2 掺杂型SnO_2半导体简介 |
1.2.3 SnO_2半导体薄膜研究进展 |
1.3 碳基电热薄膜概述 |
1.3.1 碳基电热薄膜简介 |
1.3.2 碳纳米管电热薄膜简介 |
1.4 红外高发射率电热材料的概述 |
1.4.1 红外高发射率材料简介 |
1.4.2 红外高发射率材料发展趋势 |
1.5 论文的目的与意义 |
1.6 论文的研究内容 |
2 实验原料、器材和表征方法 |
2.1 实验原料 |
2.2 实验仪器 |
2.3 结构与性能表征方法 |
3 锑掺杂二氧化锡薄膜的制备及电热性能的研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验 |
3.2.1 前驱体溶液制备 |
3.2.2 基底清洗 |
3.2.3 电热薄膜的制备 |
3.2.4 热处理 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 ATO薄膜电学性能分析 |
3.3.2 ATO薄膜热学性能分析 |
3.3.3 ATO薄膜XRD表征 |
3.3.4 ATO薄膜SEM与EDS表征 |
3.4 本章小结 |
4 二元掺杂SnO_2薄膜的制备及电热性能的研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验 |
4.2.1 Ni/La掺杂ATO薄膜前驱体溶液制备 |
4.2.2 基底清洗 |
4.2.3 电热薄膜的制备 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 Ni、La掺杂ATO薄膜电学性能表征 |
4.3.2 Ni、La掺杂ATO薄膜热学性能表征 |
4.3.3 Ni、La掺杂ATO薄膜XRD表征 |
4.3.4 Ni掺杂ATO薄膜SEM、TEM表征 |
4.4 本章小结 |
5 CNTs/ATO薄膜的制备及电热性能的研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验 |
5.2.1 改性CNTs的制备 |
5.2.2 CNTs/ATO电热薄膜的制备 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 CNTs/ATO薄膜电学性能表征 |
5.3.2 CNTs/ATO薄膜热学性能表征 |
5.3.3 CNTs/ATO薄膜XRD表征 |
5.3.4 CNTs/ATO薄膜SEM表征 |
5.3.5 CNTs/ATO电热薄膜TEM表征 |
5.3.6 CNTs FT-IR表征 |
5.4 本章小结 |
6 红外高发射率双层薄膜的制备及电热性能的研究 |
6.1 引言 |
6.2 实验 |
6.2.1 半导体层前驱体溶液制备 |
6.2.2 红外高发射率层前驱体溶液制备 |
6.2.3 红外高发射率双层电热薄膜制备 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 双层电热薄膜电热性能表征 |
6.3.2 单、双层薄膜性能比较 |
6.3.3 双层电热薄膜SEM表征 |
6.3.4 红外高发射率层XRD表征 |
6.4 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 总结 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间发表的论文以及其他科研成果 |
(4)高效稳定SnO2基钙钛矿太阳能电池中关键材料与界面研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 太阳能电池的简介 |
1.2.1 太阳能电池的工作原理 |
1.2.2 太阳能电池的性能参数 |
1.3 钙钛矿太阳能电池简介 |
1.3.1 钙钛矿材料的晶体结构和性质 |
1.3.2 钙钛矿太阳能电池的结构以及关键材料 |
1.3.3 钙钛矿太阳能电池的工作机理 |
1.4 钙钛矿太阳能电池的研究进展和挑战 |
1.4.1 组分调控 |
1.4.2 钙钛矿吸光层的制备工艺 |
1.4.3 研究挑战 |
1.5 本论文的研究内容及意义 |
第二章 基于Y掺杂SnO_2(Y-SnO_2)电子传输层的钙钛矿电池研究 |
2.1 引言 |
2.2 基于Y掺杂SnO_2(Y-SnO_2)电子传输层的钙钛矿电池制备 |
2.2.1 水热法制备Y-SnO_2纳米片 |
2.2.2 钙钛矿薄膜的制备 |
2.2.3 空穴传输层和电极的制备 |
2.3 材料、器件测试表征 |
2.4 结果与讨论 |
2.4.1 水热法生长SnO_2纳米片薄膜的性质研究 |
2.4.2 钙钛矿电池的性能表征与分析 |
2.5 本章小结 |
第三章 硅烷自组装界面修饰及钙钛矿电池的光伏性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 3-氨基丙基三甲氧基硅烷自组装界面修饰及钙钛矿电池的制备 |
3.2.1 SnO_2 薄膜的制备以及3-氨基丙基三甲氧基硅烷自组装界面修饰 |
3.2.2 钙钛矿薄膜的制备 |
3.2.3 空穴传输层和电极的制备 |
3.3 材料、器件测试表征 |
3.4 结果与讨论 |
3.4.1 APTES SAM修饰SnO_2薄膜后的表面性质 |
3.4.2 APTES SAM修饰SnO_2薄膜对钙钛矿成膜质量的影响 |
3.4.3 APTES SAM界面修饰的钙钛矿电池的光伏性能研究与分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 基于SnO_2 量子点电子传输层的钙钛矿电池性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 基于SnO_2量子点电子传输层的钙钛矿电池制备 |
4.2.1 SnO_2 量子点水溶液以及SnO_2量子点薄膜的制备 |
4.2.2 钙钛矿薄膜的制备 |
4.2.3 空穴传输层和电极的制备 |
4.3 材料、器件测试表征 |
4.4 结果与讨论 |
4.4.1 SnO_2 量子点合成和表征 |
4.4.2 SnO_2 量子点薄膜的表征 |
4.4.3 基于不同退火温度的SnO_2量子点薄膜的钙钛矿太阳能电池性能分析 |
4.4.4 平面钙钛矿电池的界面电荷输运特性 |
4.4.5 平面钙钛矿电池的光伏性能和稳定性 |
4.5 本章小结 |
第五章 酞菁类空穴传输层材料的合成、表征与性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 基于CuMe_2Pc空穴传输层的钙钛矿电池制备 |
5.2.1 CuMe_2Pc的合成 |
5.2.2 钙钛矿太阳能电池的制备 |
5.3 材料、器件测试表征 |
5.4 结果与讨论 |
5.4.1 CuPc和 CuMe_2Pc的性质对比 |
5.4.2 基于CuPc和 CuMe_2Pc的钙钛矿电池性能对比 |
5.4.3 基于CuPc和 CuMe_2Pc的钙钛矿电池稳定性对比 |
5.5 本章小结 |
第六章 路易斯碱类有机分子界面材料在钙钛矿电池中的应用 |
6.1 引言 |
6.2 路易斯碱钝化的钙钛矿太阳能电池制备 |
6.3 材料、器件测试表征 |
6.4 结果与讨论 |
6.4.1 IT-M辅助生长的钙钛矿薄膜性质研究 |
6.4.2 IT-M钝化的钙钛矿太阳能电池的光伏性能研究 |
6.4.3 IT-M钝化提高钙钛矿器件性能的机理分析 |
6.4.4 IT-M钝化的钙钛矿太阳能电池的稳定性研究 |
6.5 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 总结 |
7.2 展望 |
参考文献 |
博士期间的科研成果目录 |
致谢 |
(5)溶胶—凝胶法制备SnO2基透明导电薄膜的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 SnO_2透明导电薄膜材料 |
1.2.1 SnO_2的基本情况 |
1.2.2 SnO_2薄膜的特性 |
1.3 SnO_2透明导电薄膜材料制备方法 |
1.3.1 磁控溅射法制备SnO_2薄膜 |
1.3.2 喷涂热解法制备SnO_2薄膜 |
1.3.3 化学气相沉积法制备SnO_2薄膜 |
1.3.4 溶胶-凝胶法制备SnO_2薄膜 |
1.3.5 其他制备方法 |
1.4 SnO_2透明导电薄膜的种类 |
1.4.1 n型SnO_2透明导电薄膜 |
1.4.2 p型SnO_2透明导电薄膜 |
1.4.3 SnO_2复合透明导电薄膜材料 |
1.5 溶胶-凝胶法制备SnO_2透明导电薄膜 |
1.5.1 溶胶-凝胶法制备SnO_2薄膜基本过程 |
1.5.2 溶胶-凝胶法原理 |
1.5.3 溶胶-凝胶法制备SnO_2薄膜的优缺点 |
1.6 本课题研究的提出 |
1.6.1 本课题研究的目的和意义 |
1.6.2 本课题的主要内容 |
第二章 实验部分 |
2.1 实验原料及仪器设备 |
2.2 SnO_2透明导电薄膜制备工艺 |
2.2.1 基体预处理 |
2.2.2 溶胶的制备 |
2.2.3 镀膜 |
2.2.4 退火处理 |
2.3 SnO_2透明导电薄膜样品性能的表征 |
2.3.1 差热-失重分析 |
2.3.2 样品的物相组成分析 |
2.3.3 样品的表面形貌分析 |
2.3.4 样品的电学性能测试 |
2.3.5 样品的光学性能测试 |
第三章 溶胶-凝胶法制备SnO_2薄膜实验条件的确定 |
3.1 引言 |
3.2 溶剂的选择 |
3.3 制备溶胶温度的确定 |
3.4 去离子水量的确定 |
3.5 溶胶浓度的确定 |
3.6 热处理温度的确定 |
第四章 Sn O2:Sb透明导电薄膜的制备及光电性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验过程 |
4.2.1 溶胶的制备 |
4.2.2 样品表征 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 ATO透明导电薄膜物相组成分析 |
4.3.2 ATO透明导电薄膜SEM分析 |
4.3.3 ATO透明导电薄膜AFM分析 |
4.3.4 ATO透明导电薄膜电学性能分析 |
4.3.5 ATO透明导电薄膜光学性能分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 P掺杂和Sb-P共掺杂SnO_2薄膜的制备及研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验过程 |
5.2.1 SnO_2:P透明导电薄膜的制备 |
5.2.2 SnO_2:(Sb+P)透明导电薄膜的制备 |
5.3 SnO_2:P透明导电薄膜结果与讨论 |
5.3.1 SnO_2:P透明导电薄膜物相组成分析 |
5.3.2 SnO_2:P透明导电薄膜SEM分析 |
5.3.3 SnO_2:P透明导电薄膜AFM分析 |
5.3.4 SnO_2:P透明导电薄膜电学性能分析 |
5.3.5 SnO_2:P透明导电薄膜光学性能分析 |
5.4 SnO_2:(Sb+P)透明导电薄膜的结果与讨论 |
5.4.1 SnO_2:(Sb+P)透明导电薄膜物相组成分析 |
5.4.2 SnO_2:(Sb+P)透明导电薄膜显微结构分析 |
5.4.3 SnO_2:(Sb+P)透明导电薄膜电学性能分析 |
5.4.4 SnO_2:(Sb+P)透明导电薄膜光学性能分析 |
5.5 本章小结 |
第六章 Al掺杂SnO_2透明导电薄膜的制备及性能研究 |
6.1 引言 |
6.2 实验过程 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 SnO_2:Al透明导电薄膜物相组成分析 |
6.3.2 SnO_2:Al透明导电薄膜SEM分析 |
6.3.3 SnO_2:Al透明导电薄膜AFM分析 |
6.3.4 SnO_2:Al透明导电薄膜电学性能分析 |
6.3.5 SnO_2:Al透明导电薄膜的光学性能分析 |
6.4 本章小结 |
第七章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士期间发表的主要论文 |
(6)FTO透明导电薄膜的制备及其性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 透明导电氧化物薄膜的研究现状 |
1.2.1 透明导电氧化物薄膜的发展 |
1.2.2 几种常见的透明导电氧化物薄膜 |
1.2.3 p-型掺杂和n-型掺杂SnO_2薄膜的介绍 |
1.3 FTO薄膜的研究现状 |
1.3.1 FTO薄膜的基本性质 |
1.3.2 F掺杂SnO_2薄膜的导电机制 |
1.3.3 F掺杂SnO_2薄膜的光学机制 |
1.3.4 不同氟源掺杂SnO_2薄膜的进展 |
1.4 FTO薄膜的制备方法 |
1.4.1 溶胶-凝胶法 |
1.4.2 化学气相沉积法 |
1.4.3 磁控溅射法 |
1.4.5 喷雾热分解法 |
1.5 本课题的研究内容、技术方案和创新点 |
1.5.1 研究内容 |
1.5.2 技术方案 |
1.5.3 创新点 |
第二章 实验 |
2.1 实验条件 |
2.1.1 试剂及原料 |
2.1.2 仪器及设备 |
2.2 实验工艺 |
2.2.1 FTO薄膜制备工艺流程 |
2.2.2 玻璃基底的预处理 |
2.2.3 FTO薄膜前驱体的制备 |
2.2.4 FTO薄膜的制备 |
2.3 薄膜性能表征 |
2.3.1 X射线衍射仪 |
2.3.2 扫描电子显微镜 |
2.3.3 综合热分析 |
2.3.4 透射电子显微镜 |
2.3.5 红外光谱分析 |
2.3.6 分形维数分析 |
2.4 FTO薄膜性能测试 |
2.4.1 电学性能测试 |
2.4.2 光学性能测试 |
2.4.3 综合性能指数 |
2.4.4 热工性能 |
第三章 改进的Sol-Gel法制备FTO薄膜的研究 |
3.1 制备工艺条件的优化 |
3.1.1 前驱体反应温度对FTO薄膜导电性能的影响 |
3.1.2 前驱体反应时间对FTO薄膜导电性能的影响 |
3.1.3 基体温度对FTO薄膜导电性能的影响 |
3.1.4 镀膜次数对FTO薄膜导电性能的影响 |
3.2 掺杂剂浓度(F/Sn原子比)对FTO薄膜性能的影响 |
3.2.1 F/Sn比对FTO薄膜结构的影响 |
3.2.2 F/Sn比对FTO薄膜表面形貌的影响 |
3.2.3 F/Sn比对FTO薄膜光学性能的影响 |
3.2.4 F/Sn比对FTO薄膜电学性能的影响 |
3.3 综合热分析与红外光谱分析 |
3.3.1 综合热分析 |
3.3.2 红外光谱分析 |
3.4 FTO薄膜性能指数分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 不同氟源对FTO薄膜性能的影响及作用机制 |
4.1 氟源种类对FTO薄膜的影响 |
4.1.1 氟源种类对FTO薄膜结构的影响 |
4.1.2 氟源种类对FTO薄膜表面形貌的影响 |
4.1.3 氟源种类对FTO薄膜光电性能的影响 |
4.2 不同氟源掺杂机制的探讨 |
4.3 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
在读期间公开发表的论文及获奖情况 |
致谢 |
(7)基于掺杂的透明导电氧化锡基薄膜电学性能研究(论文提纲范文)
1 氧化锡基薄膜的掺杂机理 |
2 透明导电氧化锡基薄膜掺杂研究 |
2.1 氧位掺杂 |
2.2 锡位掺杂 |
2.3 其它掺杂 |
3 透明导电氧化锡基薄膜的发展前景 |
(8)碱金属元素Li掺杂对SnTMO2(TM=Fe,Ni,Mn,Cr,Co)结构与磁性的影响(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 稀磁半导体的研究现状 |
1.3 稀磁半导体的铁磁性起源与铁磁性机制 |
1.3.1 稀磁半导体的铁磁性起源 |
1.3.2 稀磁半导体的铁磁性机制 |
1.3.2.1 载流子调节机制 |
1.3.2.2 束缚极化子理论(Bound Magnetic Polaron, BMP) |
1.3.2.3 d0铁磁性机制 |
1.4 SnO_2基稀磁半导体及其研究进展 |
1.4.1 SnO_2基稀磁半导体简介 |
1.4.2 SnO_2基稀磁半导体的研究进展 |
1.5 碱金属离子掺杂对稀磁半导体结构与磁性影响 |
1.6 论文选题依据与研究内容 |
1.6.1 选题依据 |
1.6.2 研究内容 |
第2章 研究内容与研究方法 |
2.1 实验原料与实验设备 |
2.1.1 实验原料 |
2.1.2 实验设备 |
2.2 制样工艺与样品表征 |
2.2.1 制样工艺 |
2.2.2 表征方法 |
第3章 Li掺杂对Sn_(0.95)Fe_(0.0)5O_2结构与磁性的影响 |
3.1 引言 |
3.2 Li掺杂对Sn_(0.95)Fe_(0.0)5O_2相结构的影响 |
3.3 Li掺杂对Sn_(0.95)Fe_(0.0)5O_2磁化强度的影响 |
3.4 本章结论 |
第4章 Li掺杂对Sn_(0.95)Ni_(0.0)5O_2结构与磁性的影响 |
4.1 引言 |
4.2 Li离子掺杂对Sn_(0.95)Ni_(0.05)O_2相结构的影响 |
4.3 Li离子掺杂对Sn_(0.95)Ni_(0.05)O_2磁性的影响 |
4.4 本章结论 |
第5章 Li掺杂对Sn_(0.95)Mn_(0.05)O_2结构与磁性的影响 |
5.1 引言 |
5.2 Li离子掺杂对Sn_(0.95)Mn_(0.05)O_2相结构的影响 |
5.3 Li离子掺杂对Sn_(0.95)Mn_(0.05)O_2磁性的影响 |
5.4 本章结论 |
第6章 Li掺杂对Sn_(0.95)Cr_(0.05)O_2结构与磁性的影响 |
6.1 引言 |
6.2 Li离子掺杂对Sn_(0.95)Cr_(0.05)O_2相结构的影响 |
6.3 Li离子掺杂对Sn_(0.95)Cr_(0.05)O_2磁性的影响 |
6.4 本章结论 |
第7章 Li掺杂对Sn_(0.95)Co_(0.05)O_2结构与磁性的影响 |
7.1 引言 |
7.2 Li离子掺杂对Sn_(0.95)Co_(0.05)O_2相结构的影响 |
7.3 Li离子掺杂对Sn_(0.95)Co_(0.05)O_2磁性的影响 |
7.4 本章结论 |
第八章 结论 |
8.1 主要研究结论 |
8.2 主要创新点 |
8.3 对下一步工作的建议 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
个人简历 |
1. 博士学习期间研究成果 |
2. 博士学习期间获得的荣誉和奖励 |
(9)超声雾化热解法制备掺杂型SnO2薄膜及其性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 SnO_2材料的基本性质 |
1.2.1 SnO_2的晶体结构 |
1.2.2 SnO_2的光学性质 |
1.2.3 SnO_2的电学性质 |
1.3 SnO_2薄膜的制备方法和应用 |
1.3.1 SnO_2薄膜的制备方法 |
1.3.2 超声雾化热解法概述及其成膜机理 |
1.3.3 SnO_2薄膜的应用 |
1.4 SnO_2薄膜的研究现状 |
1.5 课题的提出与主要研究内容 |
第2章 一元掺杂SnO_2薄膜的制备与表征 |
2.1 一元掺杂SnO_2薄膜的制备 |
2.1.1 原料与设备 |
2.1.2 实验步骤 |
2.2 一元掺杂SnO_2薄膜的结构与形貌 |
2.2.1 物相分析 |
2.2.2 表面形貌分析 |
2.2.3 膜厚分析 |
2.3 热处理对一元掺杂SnO_2薄膜形貌的影响 |
2.4 一元掺杂SnO_2薄膜的光学性能分析 |
2.4.1 可见光透过率 |
2.4.2 紫外透过率 |
2.4.3 能隙变化 |
2.5 一元掺杂SnO_2薄膜的电学性能分析 |
2.5.1 镀膜温度对方块电阻的影响 |
2.5.2 Sb掺杂量对方块电阻的影响 |
2.5.3 镀膜时间对方块电阻的影响 |
2.6 本章小结 |
第3章 二元掺杂SnO_2薄膜的制备与表征 |
3.1 二元掺杂SnO_2薄膜的制备 |
3.1.1 原料与设备 |
3.1.2 实验步骤 |
3.2 二元掺杂SnO_2薄膜的结构与形貌 |
3.2.1 物相分析 |
3.2.2 表面形貌分析 |
3.3 二元掺杂SnO_2薄膜的光学性能分析 |
3.3.1 可见光透过率 |
3.3.2 紫外透过率 |
3.3.3 能隙变化 |
3.5 二元掺杂SnO_2薄膜电学性能分析 |
3.6 本章小结 |
全文总结 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文 |
致谢 |
(10)SnO2薄膜的制备与性能表征(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 光伏发电技术及其特点 |
1.2 减反射膜的光学设计 |
1.3 太阳能电池的发展趋势 |
1.4 SnO_2的晶体结构和特性 |
1.5 SnO_2薄膜的应用和制备方法 |
1.6 本文研究的内容和意义 |
2 薄膜生长原理以及测试方法 |
2.1 薄膜生长原理和薄膜动力学分析 |
2.2 薄膜的测试方法 |
2.3 本章小结 |
3 PECVD 法制备 SnO_2薄膜的实验 |
3.1 实验原料的选取 |
3.2 基片的清洗与预处理 |
3.3 PECVD 制备 SnO_2薄膜实验过程 |
3.4 本章小结 |
4 SnO_2薄膜的性能表征与分析 |
4.1 SnO_2薄膜的晶体结构 |
4.2 SnO_2薄膜形貌的测试 |
4.3 SnO_2薄膜化学成分分析 |
4.4 SnO_2薄膜的可见光透过率测试 |
4.5 SnO_2薄膜电性能测试 |
4.6 本章小结 |
5 实验参数对薄膜性能的影响 |
5.1 衬底预处理对材料薄膜生长的影响 |
5.2 晶体结构的影响 |
5.3 晶体形貌的影响 |
5.4 物理性能的影响 |
5.5 光学性能的影响 |
5.6 电学性能的影响 |
5.7 本章小结 |
6 全文总结 |
致谢 |
参考文献 |
四、掺杂SnO_2薄膜作为电热材料的研究——成膜工艺条件探讨(论文参考文献)
- [1]透明形状记忆PI电极的制备及其在OLED器件上的应用研究[D]. 黄信佐. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [2]二氧化锡薄膜的光催化活性及其影响因素研究[D]. 韩克. 济南大学, 2020(01)
- [3]二氧化锡基薄膜的制备、表征及电热性能的研究[D]. 童卫红. 江苏大学, 2019(03)
- [4]高效稳定SnO2基钙钛矿太阳能电池中关键材料与界面研究[D]. 杨光. 武汉大学, 2019(06)
- [5]溶胶—凝胶法制备SnO2基透明导电薄膜的研究[D]. 冯梦现. 江苏大学, 2017(01)
- [6]FTO透明导电薄膜的制备及其性能研究[D]. 史晓慧. 山东理工大学, 2017(03)
- [7]基于掺杂的透明导电氧化锡基薄膜电学性能研究[J]. 史晓慧,许珂敬,西金涛,张迎迎,王永强. 山东理工大学学报(自然科学版), 2016(04)
- [8]碱金属元素Li掺杂对SnTMO2(TM=Fe,Ni,Mn,Cr,Co)结构与磁性的影响[D]. 习建国. 中国地质大学(北京), 2015(10)
- [9]超声雾化热解法制备掺杂型SnO2薄膜及其性能研究[D]. 徐游. 广东工业大学, 2013(10)
- [10]SnO2薄膜的制备与性能表征[D]. 王曼星. 华中科技大学, 2013(06)