ZnO及其复合膜光电性能的研究开题报告
2021-12-23 21:38:16
全文总字数:3254字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
太阳能是可持续使用的洁净资源,有很大的应用和开发潜力,作为一种可持续发展的能源,在最近几年发展迅速。太阳能电池具有清洁、廉价、高效等特点,前景广阔。但目前太阳能仍存在成本高,转换效率不高等缺点。因此,提高太阳能电池的转换效率成为太阳能电池研究的关键,高效新型低成本太阳能电池自然成为人们的研究热点。
相对于以si为主的第一代半导体材料和以gaas和inp为代表的第二代半导体来说,zno是一种直接带隙的宽禁带半导体,常温下拥有 3.37e v的禁带宽度和高达60me v的激子束缚能,这说明其具有更长的寿命和更好的光致发光效应。此外,纳米 zno 材料生长具有c轴倾向性,容易形成各种丰富的一维形貌,具有压电性能、荧光性,以及外吸收和散射紫能力等,这些特性促使它拥有广阔的应用前景,能广泛应用于场效应晶体管、纳米发电机、气敏传感器以及太阳能电池等领域。同时,zno具有成本低,原材料丰富,环境友好等优点。
石墨烯是一种零带隙半导体,这种材料最引人注目的性质就是高载流子迁移率。因此,将无机纳米粒子与石墨烯复合得到的新的性能对两种组分而言都是一种性能上极大的提升。值得一提的是无机纳米粒子与石墨烯间没有分子键结合,而是以一种定向修饰的方式形成于石墨烯的表面,这种形式有利于防止分子键产生的缺陷,同时可以获得一些新的特性,并应用于接触反应、能量存储、光电效应、传感器等方面。
2. 研究的基本内容
1.恒电流法改变溶液浓度、沉积时间等因素,在ito基体上沉积zno薄膜
2.在制成样品上通过沉积或附着的方式添加氧化石墨烯膜
3.分析制成样品的表面形貌,元素组成。利用电化学工作站、紫外灯等装置,测试其光响应性能和耐腐蚀性能等。
3. 实施方案、进度安排及预期效果
实验方案:
利用电化学沉积法在ito基体上沉积zno薄膜,在制成样品上通过沉积或附着的方式添加氧化石墨烯膜,分析制成样品的表面形貌,元素组成。利用电化学工作站、紫外灯等装置,测试其光响应性能和耐腐蚀性能等。
进度安排:
4. 参考文献
[1] song j l, wang x. effect of incorporation of reduced graphene oxide on zno-based dye-sensitized solar cells[j]. physica e: low-dimensional systems and nanostructures, 2016, 81:14-18.
[2] han w, ren l, qi x, et al. synthesis of cds/zno/graphene composite with high-efficiency photoelectrochemical activities under solar radiation[j]. applied surface science, 2014, 299(5):12-18.
[3] kim t g, jang j t, ryu h, et al. impact of first-step potential and time on the vertical growth of zno nanorods on ito substrate by two-step electrochemical deposition[j]. journal of alloys compounds, 2013, 579(31):558-563.