鍺、硅量子點摻雜二氧化鈦復合納米薄膜材料制備及其表征.pdf

1、二氧化鈦(TiO2)作為一種無毒、化學性質(zhì)穩(wěn)定、廉價的半導體，逐步成為太陽能電池材料研究的熱點。但是TiO2禁帶寬度較大(Eg=3.0-3.2 eV)，只能吸收占太陽光譜大約4％的紫外輻射，同時，光生電子和空穴復合幾率較高，導致TiO2的光生載流子利用效率較低。為了解決這一問題，本文采用鍺(Ge)、硅(Si)量子點對TiO2納米薄膜進行摻雜改性，縮小了它的帶隙，顯著增加其對太陽光的吸收和利用，有望在新一代太陽能電池中得到應(yīng)用。
　

2、　 本文采用離子束濺射法制備了Ge和Si單量子點和雙量子點摻雜的TiO2薄膜，并使用離子注入技術(shù)制備了Si量子點摻雜TiO2薄膜。采用SEM、TEM、XRD、XPS及UV-vis等分析測試方法對摻雜薄膜進行了表征。
　　 TEM結(jié)果表明，采用離子束濺射方法制備的Ge、Si單一摻雜以及Ge、Si共摻雜TiO2納米薄膜中，Ge、Si以量子點形式存在于非晶態(tài)TiO2薄膜中，Ge、Si量子點分布密度高，且尺寸均一。XRD結(jié)果表明TiO

3、2薄膜600℃退火下結(jié)晶性最好，隨著Ge摻雜量的增加，Ge量子點摻雜的TiO2薄膜中的Ge晶體結(jié)晶性越來越好；XPS研究了量子點摻雜的TiO2納米復合薄膜表面化學態(tài)及價鍵狀態(tài)，結(jié)果表明Ge、Si以單質(zhì)形式存在于非晶態(tài)的TiO2薄膜中。通過AFM觀察了摻雜薄膜中鍺量子點的形成過程，證明量子點以S-K模式生長。離子束濺射法制備的Ge、Si單量子點摻雜以及Ge、Si雙量子點共摻雜TiO2納米復合薄膜較純TiO2薄膜紫外可見收性能有著很大的提高