CdSe-Cu2O異質(zhì)結(jié)的制備及其光電性能研究.pdf

1、半導體材料因具有特殊的光電性能引起了科學界的廣泛關注。但單一半導體材料經(jīng)光照后產(chǎn)生的載流子復合率較高,而異質(zhì)結(jié)復合材料可以有效的降低載流子的復合效率,因此近年來對異質(zhì)結(jié)的研究較為普遍。CdSe是一種很好的光電壓材料,Cu2O具有穩(wěn)定的物理和化學性能,因此本文利用電化學沉積法制備Cu2O半導體材料,用電化學法、化學浴沉積法、水相法及水熱法制備CdSe,并采用兩次電化學沉積法制備CdSe/Cu2O異質(zhì)結(jié),并用SEM和XRD對各樣品的形貌和結(jié)

2、構(gòu)進行表征,并對不同條件下產(chǎn)生的光電壓進行討論。獲得如下具體結(jié)果:
　　1.采用電化學法,以硫酸銅-乳酸體系為電解液,反應條件對 Cu2O晶型的影響為:十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)可以起到抑制晶體(200)面擇優(yōu)生長而促進(111)面擇優(yōu)生長的作用;隨著CuSO4濃度從0.2mol/L增大到0.6mol/L時, Cu2O晶型由錐形向方形過渡;當溶液pH分別為8、10、12時,Cu2O晶型由缺角立方晶型經(jīng)過立方晶型向棱錐形轉(zhuǎn)變;

3、當沉積電壓為1.6V、1.8V、2.0V時,生長速度較慢的晶面由(110)面轉(zhuǎn)變?yōu)?111)面最后到(100)面;隨著溶液溫度由30℃提高到70℃,晶體尺寸約由200nm(30℃)、1000nm(60℃)到600nm(70℃),呈先增后減的趨勢;添加NaCl能抑制Cu2O(111)晶面的生長而促進(200)面的生長,加入NaCl的量從0.003mol/L增加到2.000mol/L時,Cu2O晶型由錐形向花型轉(zhuǎn)變。當電解液pH=12,沉積

4、電壓為2.0V,水浴溫度為60℃,沉積時間為30min時,Cu2O為三棱錐型,其光電壓最高,為0.047V?；炀秃腿忮F型的 Cu2O為p型半導體,產(chǎn)生的光電壓分別為0.007V和0.021V,而花型結(jié)構(gòu)的Cu2O為n型,半導體產(chǎn)生的光電壓為0.140V。
　　2.分別采用電化學沉積法、化學浴沉積法、水相法以及水熱法四種方法成功制備出CdSe,四種方法最優(yōu)條件下產(chǎn)生的光電壓分別為0.183V、0.284V、0.157V和0.09

5、3V,相對來說化學浴沉積法產(chǎn)生的光電壓最高,其次為電化學法,最后為水相法和水熱法。
　　3.采用電沉積法在ITO上沉積CdSe/Cu2O異質(zhì)結(jié),采用電化學法,混合液中CdSO4、H2SeO3和Na2SO4分別為1.2800g、0.0096g、1.4204g,當沉積電壓2.1V,反應時間為50min,制備CdSe薄膜條件不變的情況下,當 Cu2O沉積條件為沉積時間為5min,沉積溫度為50℃,pH=9,沉積電壓為1.4V,CdSe/