硼酸釔和氧化鎢銪離子摻雜薄膜的電沉積制備及光電性能.pdf

1、能源緊缺和環(huán)境污染是制約社會發(fā)展和提高人類生活質(zhì)量的瓶頸，因此發(fā)展節(jié)能器件和清潔能源具有迫切而重大的需求。太陽能是取之不盡，用之不竭的清潔能源。稀土發(fā)光材料和半導體材料是人們利用太陽能的主要載體，研究這類光電材料引起了研究人員很大的興趣。材料的光電性能往往受材料的體相和界面結構的影響，因此，發(fā)展合適的方法研究材料的結構對其光電性能的影響具有重要的科學意義。另外，發(fā)展簡單便宜的方法制備高質(zhì)量的薄膜是材料器件化應用的關鍵。本論文以具有豐富結

2、構的硼酸鹽和具有紫外-可見光吸收的WO3為研究對象，以Eu3+作為發(fā)光源和結構探針，發(fā)展簡單、廉價及易放大化的電沉積方法制備了Eu3+離子摻雜和修飾的硼酸鹽和WO3薄膜，探討了制備條件對薄膜的組成、結構及光電化學性能的影響，初步研究了光電性能增強的可能機理。本論文的內(nèi)容分為以下兩個部分:
　　(1)電沉積制備YBO3∶Eu3+和Y3BO6∶Eu3+薄膜及其發(fā)光性能。在含B3+、 Y3+、Eu3+離子的溶液體系中，改變沉積電位，分別

3、得到了YBO3∶Eu3+和Y3BO6∶Eu3+薄膜。通過IR、XRD、SEM及熒光發(fā)光等方法對兩種硼酸鹽進行了表征，探討了其形成過程的機理和銪離子摻雜對其發(fā)光性能的影響。熒光發(fā)射光譜表明，Y3BO6∶Eu3+薄膜的5D0→7F2躍遷比5D0→7F1躍遷強，即紅橙比較大，這與Y3BO6晶體結構的不對稱性相一致。Y3BO6∶Eu3+(5mol％)在591 nm處的最長熒光壽命為2.24 ms，而YBO3∶Eu3+(1mol％)的最長熒光壽命

4、為3.78 ms。
　　(2) WO3/Eu2(WO4)3復合薄膜的制備及其光電化學性能。在電沉積制備的WO3薄膜表面上摻雜少量的Eu3+離子，煅燒后得到復合薄膜電極。XRD、 SEM、 EDS測試發(fā)現(xiàn)銪摻雜前后薄膜的晶體結構和形貌發(fā)生了變化。Eu3+離子以Eu2(WO4)3形式覆蓋在WO3電極表面。光電化學測試表明，當Eu2(WO4)3層厚度為13nm時，WO3/Eu2(WO4)3復合電極的光電氧化水的性能最好，其光生電流密度是