甘源
,
王大永
,
洪澜
,
任山
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.14.001
通过在自生长的半导体Cu2S纳米线阵列表面进一步应用电化学表面沉积处理,在纳米线表面形成尺寸更小的Cu2S纳米颗粒结构,实现了在不减小纳米线直径或增加纳米线长度的情况下,有效提高了纳米线阵列光吸收性能.利用I-V循环扫描曲线研究了以Cu2S纳米线阵列为工作电极的Cu2S沉积电位,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见-近红外分光光度计,对纳米阵列的相结构、微观表面形貌、晶体结构及光吸收能力进行了表征和分析.研究表明:沉积于单斜晶系Cu2S纳米线阵列上的纳米颗粒为斜方晶系Cu2S,沉积后纳米线表面结构改变,粗糙度明显增加,起到了减少纳米线的光反射、优化原纳米线阵列光吸收综合能力的作用.
关键词:
Cu2S纳米线阵列
,
电化学沉积
,
光吸收
王大永
,
甘源
,
洪澜
,
任山
材料科学与工程学报
doi:10.14136/j.cnki.issn 1673-2812.2016.02.005
本研究通过简单的气-固硫化反应对ITO玻璃上涂覆的铜颗粒膜进行硫化反应,得到了大面积的自生长刺球状结构的半导体Cu2S纳米阵列.采用SEM,TEM,EDS、XRD,以及UV-vis等方法对反应生长的半导体Cu2S纳米线阵列的微观结构及光吸收性能进行了系统研究.实验结果表明,合成的Cu2S为刺球状纳米线阵列,纳米刺球的直径分布在50～100μm之间;刺球上的纳米线为单斜晶系的Cu2S单晶,晶体生长方向为[-102];纳米线的平均直径为100nm,长度分布在20～50μm之间.合成的刺球状纳米线阵列具有良好的光吸收性能,反应20小时样品在可见光波长范围内(400～800nm)平均光吸收率达到了93％;反应30小时样品在可见光波长范围内(400～800nm)平均光吸收率达到了92％.同时两种刺球状纳米线阵列结构对于大的光线入射角仍然保持很高的光吸收性能,对光线入射角的变化不敏感.当入射光角度从0°增加到60°时,光吸收率仅下降3％,明显优于文献已报道的规则排列纳米线阵列的光吸收性能.本项研究合成方法简单,工艺可控,成本低,可以采用更广的基体材料.合成的纳米结构具有优良的综合光吸收性能,在光电领域有很好的应用潜力.
关键词:
纳米线刺球阵列
,
Cu2S
,
气固反应法
,
光吸收性能
