沉积温度对MOCVD法制备固体氧化物燃料电池GDC阻挡层性质的影响

作     者：马超 熊春艳 徐源来 赵培 

作者机构：武汉工程大学化工与制药学院绿色化工过程教育部重点实验室 

出 版 物：《人工晶体学报》 (Journal of Synthetic Crystals)

年 卷 期：2024年

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主　　题：氧化钆掺杂氧化铈 化学气相沉积 沉积温度 固体氧化物燃料电池 

摘      要：致密的GDC薄膜可以被应用于固体氧化物燃料电池（SOFC）的阴极LSCF与电解质YSZ的阻挡层，防止绝缘相SrZrO3的生成，从而提高电池的耐久性。本文以四（2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮）铈(Ce（DPM）4)和三（2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮）钆(Gd（DPM）3)作为前驱体，使用智能化学气相沉积设备在723～923 K于YSZ陶瓷基板表面制备氧化钆掺杂的氧化铈（Gd-doped ceria，GDC）薄膜，并研究了不同沉积温度对GDC薄膜的相组成、择优取向、宏观表面、微观结构和电化学性能的影响。在748～923 K时制备了具有（200）择优取向的淡黄色GDC薄膜，且GDC晶粒呈岛状生长模式。在873 K时得到了阻挡效果良好的（200）择优取向的淡黄色GDC薄膜。组装LSCF/GDC/YSZ/GDC/LSCF对称电池，在1073 K下测得电池阻抗值为0.08 Ω·cm2，活化能值为1.52 eV，表明873 K为化学气相沉积法制备GDC薄膜的最佳沉积温度。