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电子工艺技术 2014年第5期35卷 253-257,279页

作者：毛开礼王英民李斌赵高扬西安理工大学材料科学与工程学院陕西西安710048 西北电子装备技术研究所山西太原030024

随着国民经济发展"节能减排"任务的加剧,以及新兴电子系统变化的要求,电子系统对半导体元器件技术提出了高密度、高速度、低功耗、大功率、宽工作温度范围、抗辐射和高可靠等性能的要求。SiC单晶材料作为新兴的三代半导体衬底材料正好... 详细信息

随着国民经济发展"节能减排"任务的加剧,以及新兴电子系统变化的要求,电子系统对半导体元器件技术提出了高密度、高速度、低功耗、大功率、宽工作温度范围、抗辐射和高可靠等性能的要求。SiC单晶材料作为新兴的三代半导体衬底材料正好满足这些要求,被认为是制备微波器件、高频大功率器件、高压电力电子器件的优良衬底材料。分别介绍了传统Si-C-H体系和高速Si-C-H-Cl体系SiC外延工艺研究现状,同时介绍了新颖的高纯半绝缘SiC外延工艺研究状况。论述了SiC外延衬底在电力电子器件、微波器件等方面的应用,阐述了SiC外延衬底在未来节能减排、经济建设中的重要性。

关键词： SiC外延层导电衬底高纯半绝缘

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Ag/ZnO及CdS/ZnO纳米复合结构的光催化性能研究

Ag/ZnO及CdS/ZnO纳米复合结构的光催化性能研究

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作者：韩帅郑州大学

学位级别：硕士

全球工业化的发展不断推进,伴随而来的一系列水污染问题。对于污水治理,光催化技术因其高效节能,成本低廉,无二次污染等特点而成为了热门的研究领域。ZnO是一种优秀的金属氧化物半导体催化剂,催化活性高,形貌易调控,无毒无害且光化学稳... 详细信息

全球工业化的发展不断推进,伴随而来的一系列水污染问题。对于污水治理,光催化技术因其高效节能,成本低廉,无二次污染等特点而成为了热门的研究领域。ZnO是一种优秀的金属氧化物半导体催化剂,催化活性高,形貌易调控,无毒无害且光化学稳定性强,在光催化领域引起了广泛关注。然而仍然具有催化剂分离回收困难,载流子复合率高的缺点。研究结果显示,通过贵金属负载、半导体复合和外加电势等手段,可以有效抑制光生载流子的复合,提高光催化效率。本文利用化学溶液法,成功在导电衬底上生长出氧化锌纳米棒阵列结构,在此基础上与Ag、Cd S复合,研究其光催化性能,探索提高光催化性能的途径。同时该结构有利于催化剂分离。具体内容如下:1.以ITO玻璃为衬底,利用化学溶液法,通过调整种层生长温度以及生长液种类、浓度,制备出不同的氧化锌纳米棒阵列,其中种层生长温度为130°C,生长液为0.05 mol/L硝酸锌和0.05 mol/L六次甲基四胺条件下,85°C生长的样品,对甲基橙的降解效果最好,3 h的降解率约为59.4%。2.采用上述优化合成条件,分别在ITO、Ag、Ti衬底生长ZnO纳米棒阵列,金属Ag、Ti基底的ZnO纳米棒阵列的光、光电催化活性高于以ITO为基底生长的样品。在0.8V的外加偏压下,三种不同基底所制备样品的光电催化效率均达到了光催化效率的1.5倍以上。外加偏压有效地抑制了光生载流子的复合,从而提升了催化效率。3.通过光还原法,在Zn O纳米棒阵列表面负载不同量Ag纳米颗粒(tong),当AgNO3溶液的浓度为0.05 mol/L所制备样品光催化降解效率可达95.6%。在试验范围,Ag/Zn O结构的光催化效率随Ag颗粒负载量的增加而降低。适量的负载Ag颗粒能提升光催化活性。4.通过溶液法,在ZnO纳米棒阵列上复合CdS薄膜,形成CdS/ZnO异质结构,在λ>420 nm的可见光照射条件下,CdS/ZnO异质结构的可见光催化效率达到了60%,是纯ZnO的6倍。CdS与ZnO复合可以有效拓宽ZnO的光响应范围,增加其可见光下的降解效率。

关键词： ZnO Ag/ZnO CdS/ZnO 导电衬底光催化光电催化

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静电雾化技术制备大面积染料敏化电池

静电雾化技术制备大面积染料敏化电池

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作者：许赞扬沈阳建筑大学

学位级别：硕士

染料敏化太阳能电池(Dye-sensitized solar cell)是一种新型光电化学太阳能电池,与传统硅基半导体电池相比,由于其成本低、性能稳定、制备工艺简单、对环境无污染等优点而引起很多研究者的兴趣。纳米晶TiO2薄膜电极是DSSC的关键,其性能... 详细信息

染料敏化太阳能电池(Dye-sensitized solar cell)是一种新型光电化学太阳能电池,与传统硅基半导体电池相比,由于其成本低、性能稳定、制备工艺简单、对环境无污染等优点而引起很多研究者的兴趣。纳米晶TiO2薄膜电极是DSSC的关键,其性能的好坏直接影响到DSSC的转换效率。透明导电衬底是染料敏化太阳能电池制作中的必备材料,可作为电池的减反射层和透明电极使用,增加可见光的透光率,使电池的转换效率得以提高。因此制备性能良好的纳米晶TiO2薄膜电极和透明导电衬底是优化大面积DSSC性能的关键。本文采用静电雾化技术和精密控制平台相结合,组装成静电雾化自动喷镀加工平台,通过喷头的匀速移动实现了TiO2薄膜的大面积均匀喷涂。通过实验研究考察了不同的喷头移动速度对大面积纳米晶TiO2薄膜电极厚度和表面形貌的影响,制备了性能良好的单条TiO2薄膜和并联TiO2薄膜,并组装成大面积单条DSSC和并联结构DSSC。研究表明：通过扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope)对TiO2薄膜的微观结构分析观察,以喷镀速度为4mm/s制备的TiO2薄膜,厚度为50μm左右,且成膜均匀性好,薄膜不易开裂,TiO2纳米粒子相互连接构成二维网状、多微孔的结构,有利于对染料的吸附,组装成DSSC的光电转换效率最高,其最高值为4.21%。本文还利用静电雾化自动加工平台,制备了透明导电衬底掺铝的氧化锌(Al：ZnO,AZO)薄膜,利用正交设计试验(正交表L9(34))研究了溶胶浓度,掺杂浓度,喷镀速度,热处理温度等因素对AZO导电薄膜的影响,通过把薄膜透光率和电阻的极差大小进行比对,确定了四因素对薄膜透光性和方块电阻影响的主次顺序。利用直观分析法,综合分析了这两个性能指标,就可以对AZO导电薄膜的生产优化工艺进行确定：溶胶凝胶的浓度为035mol/L, Al的掺杂浓度为1%,喷镀速度为4mm/s,热处理温度为500℃。最后我们制备出了较好性能的AZO导电衬底,并且在可见光范围内导电衬底的透光率为70%,方块电阻为210KΩ。上述研究结果表明,利用精密控制加工平台和静电雾化技术相结合来制备大面积DSSC是可行的。本文的研究将为大面积DSSC向工业化生产转化提供借鉴和参考。

关键词：染料敏化太阳能电池静电雾化喷镀速度 AZO薄膜导电衬底

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