新型znocuins2复合薄膜的制备及其光电性能研究

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1、北京化工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：翌趋日期：塑!生五：i关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分

2、内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在一年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。作者签名：盗逛日期：砷-牛-占．1导师签名：—盏牡日期：—上型生￡三一学位论文数据集中图分类号TM615学科分类号610．30论文编号100102014026l密级公开学位授予单位代码10010学位授予单位名称北京化工大学作者姓名路辉学号2011200261获学位专业名称环境科学与工程获学位专业代码083000北京市自然科学基金课题来源中央高校基本科研业研究方向环境污染控制务费论文题目新型ZnO／CulnS2复合薄

3、膜的制备及其光电性能研究关键词ZnO／CulnS2复合薄膜，光电效应，p-n特性论文答辩日期20140530木论文类型基础研究学位论文评阅及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长指导教师元炯亮副教授北京化工大学环境污染控制评阅人1余江教授北京化工大学环境催化与分离评阅人2卫建军副教授北京化工大学环境健康与安全评阅人3评阅人4答辩委员会主席高正明教授北京化工大学搅拌槽反应器答辩委员1邵磊教授北京化工大学超重力技术答辩委员2李英霞副教授北京化工大学催化剂答辩委员3李春喜教授北京化工大学化工热力学与分离答辩委员4杨晓进教授北京化工大学环境分析化学答辩委员5答辩委员6j王：一．四．论文类型：1．基础研

4、究2．应用研究3．开发研究4．其它中图分类号在《中国图书资料分类法》查询。学科分类号在中华人民共和国国家标；隹(GB／T13745-9)《学科分类与代码》中查询。论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。㈣8㈣2舢8舢2舢6㈣2舢Y摘要新型ZnO／CuInS2复合薄膜的制备及其光电性能研究随着人类社会的发展，矿石燃料的大量燃烧不仅过度消耗着有限的能源，而且导致了环境的严重破坏，因此人们逐渐将目光转向可再生新能源。其中，太阳能以其清洁性和巨大的潜在经济效益受到广泛的关注，而太阳能最佳利用途径之一是太阳能电池，复合材料薄膜太阳能电池因其能吸收较宽波长范围的特性而显示出广阔的前景。本研究采用恒电流

5、法和水热法在ITO导电玻璃上制备一层ZnO纳米阵列，之后采用恒电位或方波脉冲电沉积的方法在ZnO纳米薄膜上附着一层CulnS2颗粒，考察薄膜的光电特性。首先采用恒电流法在ITO导电玻璃上沉积上ZnO纳米阵列，然后采用恒电位方法在ZnO纳米柱的间隙里沉积上CulnS，纳米颗粒得到复合薄膜。相比较于单纯的CulnS2薄膜，其光电流增加至1．5倍。比较不同电位下沉积CuInS：得到的复合薄膜的光电性能，复合薄膜的光电流在较高的电位下，其电流均大于CuInS2薄膜。但电流的大小并无明显的规律只是随着沉积电位的增加，复合薄膜的光电流在整体上是逐渐增大的。而采用水热法可以制备得到的ZnO纳米线生长整齐、方

6、向性好，之后采用方波脉冲电沉积的方法在ZnO纳米线的间隙里沉积CuInS2纳米颗粒。扫描复合薄膜，得到的线性扫描曲线证明复合薄膜具有p-n结结构。将不同的脉冲时间20分钟、25分钟和30分钟的光电流比较，20分钟的光电流略大于其它二者，这是因为短时间反应ZnO溶解较少，p-n特性更北京化工大学硕士学位论文明显。改变脉冲的弛豫时间为400ms，曲线斜率在O．8V左右有突变，表现出了更好的整流效果，说明弛豫时间对薄膜的p-n特性有着积极的影响。将样品在pH为3的醋酸溶液中浸泡30分钟后，与未浸泡的样品比较，其整流效果也会更佳，而在ZnO纳米线阵列上沉积CuInS2纳米颗粒得到的薄膜扫描得到的I-V

7、曲线，其电流密度比已见报道的在Ti02纳米管上沉积CuInS，颗粒得到的电流密度要大一个数量级，其中的具体原因仍需进一步研究。为了避免电沉积CuInS2过程中ZnO纳米柱阵列的溶解，在研究的最后两部分，试验了两种不同的方法。其一是在ZnO纳米线和CuInS2纳米颗粒之间镀上一层铜保护层，镀铜保护层的参与导致薄膜的p-n结特性不明显。其二是在有机溶液中电沉积CulnS2纳米颗粒得到了具有包覆结构的复