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n型Cu2O薄膜的简易水热法制备及其光电化学性能
Preparation by a Simplified Hydro-Thermal Method and Photoelectrochemical Properties of n-Type Cu2O Film
作者单位E-mail
熊良斌 湖北工程学院电子与信息工程学院, 孝感 432100  
李双明 湖北工程学院电子与信息工程学院, 孝感 432100  
李必慧 湖北工程学院化学与材料科学学院, 孝感 432100 cjnie@hust.edu.cn 
曾庆栋 湖北工程学院电子与信息工程学院, 孝感 432100  
王波云 湖北工程学院电子与信息工程学院, 孝感 432100  
聂长江 湖北工程学院电子与信息工程学院, 孝感 432100 379799338@qq.com 
摘要: 采用一种简单的水热法,通过控制反应时间,使用铜片在只含有Cl-的非含铜前驱物的NaCl溶液中生长出了n型Cu2O薄膜。对制备的样品进行了X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和光电化学等表征或测试。本水热法相对其他的水热法工艺更简单,成本更低且能进行快速大规模化的生产。且得到的n型Cu2O薄膜晶化程度高,经过Cl-掺杂后,载流子浓度高达9.75×1017 cm-3,在可见光照射下表现出较好的光电转换性能。光电化学和电化学阻抗谱表明在中等浓度(0.1 mol·L-1) NaCl溶液中90℃的条件下水热反应50 h制备的Cu2O薄膜具有最好的光电性能。
关键词: 简易水热法  n型Cu2O薄膜  光电化学性能  Cl-掺杂  截流子浓度
基金项目: 湖北省自然科学基金(No.2016CFB511)、湖北省教育厅指导性项目(No.B2015036)和国家自然科学基金(No.61705064,11647122)资助。
Abstract: n-Type Cu2O films were prepared by a simplified hydro-thermal method, using only Cu plate and NaCl solution as precursors. Subsequently, the prepared samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), laser raman spectrometer (Raman), scanning electron microscope (SEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and photoelectrochemical methods. The technology for the preparation of n-type Cu2O films is simpler and lower cost than others and available for the industrialization. The prepared n-type Cu2O films are highly crystallized and have high carrier concentrations (up to 9.75×1017 cm-3) with Cl- doping. The photoelectrochemical and EIS measurements demonstrate that the sample prepared in 0.1 mol·L-1 NaCl solution with 50 h reaction time at 90℃ obtains the best photoelectrochemical properties.
Keywords: simplified hydrothermal method  n-type Cu2O  photoelectrochemical properties  Cl- doping  carrier concentration
投稿时间:2018-01-16 修订日期:2018-04-07
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熊良斌,李双明,李必慧,曾庆栋,王波云,聂长江.n型Cu2O薄膜的简易水热法制备及其光电化学性能[J].无机化学学报,2018,34(7):1271-1278.
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