CuInSe2氰桥混配物复合修饰光电极的制备及其光电性质.pdf

第29卷第8期 应用化学 V01．29Iss．8 CHINESE OFAPPLlEDC珏EMISTRY 2012年8月 jOURNAL Aug．21012 CuInSe2／氰桥混配物复合修饰光电极的 制备及其光电性质 ． 李婷婷 马永钧‘ 刘 婧 何春晓 周 敏 彭 波 ’ (甘肃省生物电化学与环境分析重点实验室，西北蛹范大学化学化工学院兰媸730070) 摘要利用电沉积法在氰桥混配物预修饰的玻璃碳电极上再沉积CulnSe：半导体材料，制备了一种复合型 修饰光电极Eu．Fe．Mo／CulnSe：)。以含c0+、甜+、seo；一及柠檬酸钠的酸性永溶液为电镀液，通过优化寻找 到电镀液中最佳的Cu：In：Se料液比例，用恒电位电沉积法可以制备出具有良好光电效应的复合型修饰光电 极。用SEM、EDS技术对复合修饰光电极的表面形貌及其修饰材料的元素组成进行了表征：以60w的普通日 光型自炽灯为光源。采用开路电压和计时安培法研究了该复合修馋光电极的光电性质。弱锝该光电极的噙应 A／cm2。实验结果表明，该复合修饰光电极呈现典型P型 光电压大于30mV，响应光电流密度大于8．9×10’6 半导体的光电性质。 关键词CulaSe，，光电极，光电性质，氰挢漫配物 中图分类号：0657．1 文献标识码：A 文章编号：1000-0518(2012)084)954-08 DOI：10．3724／SP．J．1095．2012．00405 力的光电材料[2．3】，也是一种高效能的太阳能电池材料ⅢJ。据目前的报道，它对光的吸收转换可达到 20％[61，具有较高的光吸收系数(达10’efn一)oNJ，通常只需l-2岬即可满足作为太_阳能吸收层的要 求，其光电转换效率高、寿命长，抗辐射能力强，而且生产成本比单晶体硅低归40I，这些优点使得CulnSe： 薄膜太阳能电池成为当今光伏能源研究领域的热点。同时，CulnSe：材料因其具有稳定、高效、低成本和 环保等特点而受到国内外光伏材科研究者的重视¨卜”：。 CulnSe：薄膜的制备方法主要有真空蒸发法、磁控溅射法、脉冲激光沉积法和电沉积法¨Ⅺu等。在 各种CulnSe：制备方法中，溅射、真空蒸镀等物理气相沉积法(PVD)需要昂贵的真空设备和复杂的制备 工艺。电沉积法由于具有非真空、廉价、简便、高效等优点，得到了广泛重视口3。电化学沉积制备 CulnSe，薄膜时，其组成和厚度可以通过加料成分的计量比变化和电沉积时间来控制，所以电沉积法成 为一种极具发展潜力和竞争力的CulnSe：(CIS)薄膜制备方法怕圆J。在玻璃碳电极上以电沉积法制备 CulnSe：受很多因素的影响，包括沉积液的组成、沉积电位的选择以及电解质的pH值等。因为cu、In和 Se 3种元素各自的沉积电位相差比较大，电镀液中加入的3种物质比例与CulnSe：合金中3种元素的理 论比例有差别，所以常加入络合剂柠檬酸钠，并在精确控制电沉积法的实验条件下才能同步得到 CuInSe：合金。此外，改变电沉积CulnSe：基底材料的化学组成对其成膜的稳定性和光电性质均有促进作 用。据文献【61报道，在玻璃基板上真空喷镀一层金属钼作为基底材料时，用电沉积法制备出CulnSe， (Mo／CuInSe，)膜的致密性好、空隙度低，且在表征过程中比较稳定。 使用TiO：半导体光敏材料在光电催化的应用方面已有许多文献Ⅲ1报道，而以CulnSe：膜为半导体 光敏材料做光电催化应用的文献报道很少。近年来，含稀土成分的哇产3d氰桥无机配合物以其特殊的磁 学和电催化性质得到重视躅蕊j，其分子中存在有机配体配位的杂化型氰桥配合物也得到了广泛发展。 201l-0％09收稿。201l·11-28修回 甘肃省自然科学蔫金资助项巨≮096射zAll7) 万方数据 第8期 ． 李婷婷等：cuInSe／氰桥混配物复合修饰光电极的