CN101514470B - 一种ZnS:Cu光学薄膜的制备方法 - Google Patents
一种ZnS:Cu光学薄膜的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101514470B CN101514470B CN200910021217XA CN200910021217A CN101514470B CN 101514470 B CN101514470 B CN 101514470B CN 200910021217X A CN200910021217X A CN 200910021217XA CN 200910021217 A CN200910021217 A CN 200910021217A CN 101514470 B CN101514470 B CN 101514470B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solution
- zns
- designated
- thin film
- optical thin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
一种ZnS:Cu光学薄膜的制备方法,首先将分析纯的ZnCl2加入蒸馏水中,配制成透明溶液记为A;然后,向A溶液中加入分析纯的Na2S2O3和柠檬酸三钠所得溶液记为B;向B溶液中加入CuCl2试剂形成前驱物溶液,所得溶液记为C;将C溶液置于电沉积装置中,将ITO玻璃基板在乙醇中超声清洗作为阴极,采用石墨为阳极,用阴极恒电压沉积的方式在ITO玻璃基板上制备ZnS:Cu薄膜,沉积结束后将所制备的薄膜在空气中自然晾干,即得最终产物ZnS:Cu光学薄膜。本发明采用电沉积法制备得到沿(200)晶面取向生长的ZnS:Cu光学薄膜薄膜。此方法设备简单,操作简便,无需昂贵的真空装置,可低成本高效的得到ZnS:Cu光学薄膜。
Description
技术领域:
本发明涉及一种ZnS:Cu材料的制备方法,具体涉及一种ZnS:Cu光学薄膜的制备方法。
背景技术
硫化锌(ZnS)是属于II~VI族化合物,具有高温变体α-ZnS(六方纤锌矿)和低温β-ZnS(立方闪锌矿)两种晶型。而纳米级的ZnS薄膜不仅能带宽度(E=3.7eV)远大于其体相材料,而且在实现光电器件的小型化、长寿命等方面更具应用价值,因此,它可以用于制造太阳能薄膜电池的缓冲层,阴极射线的磷光体、红外窗材料、颜料、电致发光装置、非线光学器件以及光催化剂等。
迄今为止,关于ZnS纳米颗粒的研究报道较多,而制备薄膜态的ZnS:Cu多采用水热法、微乳液法、微波辅助合成等方法,如陕西师范大学的慕春红等[慕春红,刘鹏,朱刚强等.无机化学学报,2007,23(5):844-848]采用水热法合成了粒径为10nm的立方相ZnS:Cu纳米粉体;张韵慧等[张韵慧,李磊等.材料工程,200l,1:31-33]采用微乳液法制备出的ZnS:Cu粒径只有3-5nm。Jayanthi,k.等[Jayanthi,k;Chawla,S;Chander,H,etc.CrystalResearch and Technology,2007,vol(42):976-982]在化学浴中,通过控制pH合成了ZnS:Cu薄膜。但是,到目前为止,电沉积法制备纳米ZnS:Cu薄膜的制备还未见报道。电沉积法制备薄膜可常温下进行、易于进行大面积沉积、易于调控薄膜的组成和厚度,具有操作简单、安全,环境友好等特点,前景广阔。
发明内容
本发明的目的是提出一种不仅制备成本低、环境友好,而且操作简单、反应周期短的ZnS:Cu光学薄膜的制备方法。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:
1)首先将分析纯的ZnCl2加入蒸馏水中,配制成Zn2+浓度为0.01mol/L~0.6mol/L的透明溶液,所得溶液记为A;
2)然后,向A溶液中加入分析纯的Na2S2O3和柠檬酸三钠,使得混合溶液中[Zn2+]∶[S2O3 2-]∶[C6H5O7 3-]=1∶(2~10)∶1的摩尔比,所得溶液记为B;
3)向B溶液中加入摩尔分数为0.1%~1.5%的CuCl2试剂,搅拌下调节pH值为1.5~5.5,形成前驱物溶液,所得溶液记为C;
4)将C溶液置于电沉积装置中,将ITO玻璃基板在乙醇中超声清洗作为阴极,采用石墨为阳极,用阴极恒电压沉积的方式在ITO玻璃基板上制备ZnS:Cu薄膜;沉积电压为0.8~20V,沉积时间为2min~120min,沉积结束后将所制备的薄膜在空气中自然晾干,即得最终产物ZnS:Cu光学薄膜。
本发明采用电沉积法制备得到沿(200)晶面取向生长的ZnS:Cu光学薄膜薄膜。此方法设备简单,操作简便,无需昂贵的真空装置,可低成本高效的得到ZnS:Cu光学薄膜。
附图说明
图1为本发明制备的ZnS:Cu光学薄膜的X-射线衍射(XRD)图谱,其中横坐标为衍射角2θ,单位为o;纵坐标为衍射峰强度,单位为cps;
图2为本发明制备的ZnS:Cu光学薄膜的原子力显微镜(AFM)照片。
具体实施方式
实施例1:首先将分析纯的ZnCl2加入蒸馏水中,配制成Zn2+浓度为0.01mol/L的透明溶液,所得溶液记为A;然后,向A溶液中加入分析纯的Na2S2O3和柠檬酸三钠,使得混合溶液中[Zn2+]∶[S2O3 2-]∶[C6H5O7 3-]=1∶2∶1的摩尔比,所得溶液记为B;向B溶液中加入摩尔分数为0.1%的CuCl2试剂,搅拌下调节pH值为1.5,形成前驱物溶液,所得溶液记为C;将C溶液置于电沉积装置中,将ITO玻璃基板在乙醇中超声清洗作为阴极,采用石墨为阳极,用阴极恒电压沉积的方式在ITO玻璃基板上制备ZnS:Cu薄膜;沉积电压为3V,沉积时间为10min,沉积结束后将所制备的薄膜在空气中自然晾干,即得最终产物ZnS:Cu光学薄膜。
按实施例1的制备方法得到的ZnS:Cu薄膜用日本理学D/max2000PC X-射线衍射仪分析样品,发现产物为JCPDS编号为05-0566的闪锌矿结构ZnS(图1)具有(200)晶面的取向生长特性。将该样品用SPA400-SPI3800N型原子力显微镜对薄膜的表面显微结构(图2)进行观察,从照片可以看出所制备的薄膜表面呈现方形平板状ZnS晶粒,具有明显的取向生长特征。
实施例2:首先将分析纯的ZnCl2加入蒸馏水中,配制成Zn2+浓度为0.5mol/L的透明溶液,所得溶液记为A;然后,向A溶液中加入分析纯的Na2S2O3和柠檬酸三钠,使得混合溶液中[Zn2+]∶[S2O3 2-]∶[C6H5O7 3-]=1∶6∶1的摩尔比,所得溶液记为B;向B溶液中加入摩尔分数为0.3%的CuCl2试剂,搅拌下调节pH值为3.5,形成前驱物溶液,所得溶液记为C;将C溶液置于电沉积装置中,将ITO玻璃基板在乙醇中超声清洗作为阴极,采用石墨为阳极,用阴极恒电压沉积的方式在ITO玻璃基板上制备ZnS:Cu薄膜;沉积电压为10V,沉积时间为2min,沉积结束后将所制备的薄膜在空气中自然晾干,即得最终产物ZnS:Cu光学薄膜。
实施例3:首先将分析纯的ZnCl2加入蒸馏水中,配制成Zn2+浓度为0.4mol/L的透明溶液,所得溶液记为A;然后,向A溶液中加入分析纯的Na2S2O3和柠檬酸三钠,使得混合溶液中[Zn2+]∶[S2O3 2-]∶[C6H5O7 3-]=1∶10∶1的摩尔比,所得溶液记为B;向B溶液中加入摩尔分数为0.3%的CuCl2试剂,搅拌下调节pH值为4.5,形成前驱物溶液,所得溶液记为C;将C溶液置于电沉积装置中,将ITO玻璃基板在乙醇中超声清洗作为阴极,采用石墨为阳极,用阴极恒电压沉积的方式在ITO玻璃基板上制备ZnS:Cu薄膜;沉积电压为2V,沉积时间为30min,沉积结束后将所制备的薄膜在空气中自然晾干,即得最终产物ZnS:Cu光学薄膜。
实施例4:首先将分析纯的ZnCl2加入蒸馏水中,配制成Zn2+浓度为0.06mol/L的透明溶液,所得溶液记为A;然后,向A溶液中加入分析纯的Na2S2O3和柠檬酸三钠,使得混合溶液中[Zn2+]∶[S2O3 2-]∶[C6H5O7 3-]=1∶4∶1的摩尔比,所得溶液记为B;向B溶液中加入摩尔分数为1.2%的CuCl2试剂,搅拌下调节pH值为2.5,形成前驱物溶液,所得溶液记为C;将C溶液置于电沉积装置中,将ITO玻璃基板在乙醇中超声清洗作为阴极,采用石墨为阳极,用阴极恒电压沉积的方式在ITO玻璃基板上制备ZnS:Cu薄膜;沉积电压为0.8V,沉积时间为60min,沉积结束后将所制备的薄膜在空气中自然晾干,即得最终产物ZnS:Cu光学薄膜。
实施例5:首先将分析纯的ZnCl2加入蒸馏水中,配制成Zn2+浓度为0.2mol/L的透明溶液,所得溶液记为A;然后,向A溶液中加入分析纯的Na2S2O3和柠檬酸三钠,使得混合溶液中[Zn2+]∶[S2O3 2-]∶[C6H5O7 3-]=1∶8∶1的摩尔比,所得溶液记为B;向B溶液中加入摩尔分数为1.5%的CuCl2试剂,搅拌下调节pH值为5.5,形成前驱物溶液,所得溶液记为C;将C溶液置于电沉积装置中,将ITO玻璃基板在乙醇中超声清洗作为阴极,采用石墨为阳极,用阴极恒电压沉积的方式在ITO玻璃基板上制备ZnS:Cu薄膜;沉积电压为15V,沉积时间为90min,沉积结束后将所制备的薄膜在空气中自然晾干,即得最终产物ZnS:Cu光学薄膜。
实施例6:首先将分析纯的ZnCl2加入蒸馏水中,配制成Zn2+浓度为0.6mol/L的透明溶液,所得溶液记为A;然后,向A溶液中加入分析纯的Na2S2O3和柠檬酸三钠,使得混合溶液中[Zn2+]∶[S2O3 2-]∶[C6H5O7 3-]=1∶5∶1的摩尔比,所得溶液记为B;向B溶液中加入摩尔分数为O.8%的CuCl2试剂,搅拌下调节pH值为3,形成前驱物溶液,所得溶液记为C;将C溶液置于电沉积装置中,将ITO玻璃基板在乙醇中超声清洗作为阴极,采用石墨为阳极,用阴极恒电压沉积的方式在ITO玻璃基板上制备ZnS:Cu薄膜;沉积电压为20V,沉积时间为120min,沉积结束后将所制备的薄膜在空气中自然晾干,即得最终产物ZnS:Cu光学薄膜。
Claims (7)
1.一种ZnS:Cu光学薄膜的制备方法,其特征在于:
1)首先将分析纯的ZnCl2加入蒸馏水中,配制成Zn2+浓度为0.01mol/L~0.6mol/L的透明溶液,所得溶液记为A;
2)然后,向A溶液中加入分析纯的Na2S2O3和柠檬酸三钠,使得混合溶液中[Zn2+]∶[S2O3 2-]∶[C6H5O7 3-]=1∶(2~10)∶1的摩尔比,所得溶液记为B;
3)向B溶液中加入摩尔分数为0.1%~1.5%的CuCl2试剂,搅拌下调节pH值为1.5~5.5,形成前驱物溶液,所得溶液记为C;
4)将C溶液置于电沉积装置中,将ITO玻璃基板在乙醇中超声清洗作为阴极,采用石墨为阳极,用阴极恒电压沉积的方式在ITO玻璃基板上制备ZnS:Cu薄膜;沉积电压为0.8~20V,沉积时间为2min~120min,沉积结束后将所制备的薄膜在空气中自然晾干,即得最终产物ZnS:Cu光学薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种ZnS:Cu光学薄膜的制备方法,其特征在于:首先将分析纯的ZnCl2加入蒸馏水中,配制成Zn2+浓度为0.01mol/L的透明溶液,所得溶液记为A;然后,向A溶液中加入分析纯的Na2S2O3和柠檬酸三钠,使得混合溶液中[Zn2+]∶[S2O3 2-]∶[C6H5O7 3-]=1∶2∶1的摩尔比,所得溶液记为B;向B溶液中加入摩尔分数为0.1%的CuCl2试剂,搅拌下调节pH值为1.5,形成前驱物溶液,所得溶液记为C;将C溶液置于电沉积装置中,将ITO玻璃基板在乙醇中超声清洗作为阴极,采用石墨为阳极,用阴极恒电压沉积的方式在ITO玻璃基板上制备ZnS:Cu薄膜;沉积电压为3V,沉积时间为10min,沉积结束后将所制备的薄膜在空气中自然晾干,即得最终产物ZnS:Cu光学薄膜。
3.根据权利要求1所述的一种ZnS:Cu光学薄膜的制备方法,其特征在于:首先将分析纯的ZnCl2加入蒸馏水中,配制成Zn2+浓度为0.5mol/L的透明溶液,所得溶液记为A;然后,向A溶液中加入分析纯的Na2S2O3和柠檬酸三钠,使得混合溶液中[Zn2+]∶[S2O3 2-]∶[C6H5O7 3-]=1∶6∶1的摩尔比,所得溶液记为B;向B溶液中加入摩尔分数为0.3%的CuCl2试剂,搅拌下调节pH值为3.5,形成前驱物溶液,所得溶液记为C;将C溶液置于电沉积装置中,将ITO玻璃基板在乙醇中超声清洗作为阴极,采用石墨为阳极,用阴极恒电压沉积的方式在ITO玻璃基板上制备ZnS:Cu薄膜;沉积电压为10V,沉积时间为2min,沉积结束后将所制备的薄膜在空气中自然晾干,即得最终产物ZnS:Cu光学薄膜。
4.根据权利要求1所述的一种ZnS:Cu光学薄膜的制备方法,其特征在于:首先将分析纯的ZnCl2加入蒸馏水中,配制成Zn2+浓度为0.4mol/L的透明溶液,所得溶液记为A;然后,向A溶液中加入分析纯的Na2S2O3和柠檬酸三钠,使得混合溶液中[Zn2+]∶[S2O3 2-]∶[C6H5O7 3-]=1∶10∶1的摩尔比,所得溶液记为B;向B溶液中加入摩尔分数为0.3%的CuCl2试剂,搅拌下调节pH值为4.5,形成前驱物溶液,所得溶液记为C;将C溶液置于电沉积装置中,将ITO玻璃基板在乙醇中超声清洗作为阴极,采用石墨为阳极,用阴极恒电压沉积的方式在ITO玻璃基板上制备ZnS:Cu薄膜;沉积电压为2V,沉积时间为30min,沉积结束后将所制备的薄膜在空气中自然晾干,即得最终产物ZnS:Cu光学薄膜。
5.根据权利要求1所述的一种ZnS:Cu光学薄膜的制备方法,其特征在于:首先将分析纯的ZnCl2加入蒸馏水中,配制成Zn2+浓度为0.06mol/L的透明溶液,所得溶液记为A;然后,向A溶液中加入分析纯的Na2S2O3和柠檬酸三钠,使得混合溶液中[Zn2+]∶[S2O3 2-]∶[C6H5O7 3-]=1∶4∶1的摩尔比,所得溶液记为B;向B溶液中加入摩尔分数为1.2%的CuCl2试剂,搅拌下调节pH值为2.5,形成前驱物溶液,所得溶液记为C;将C溶液置于电沉积装置中,将ITO玻璃基板在乙醇中超声清洗作为阴极,采用石墨为阳极,用阴极恒电压沉积的方式在ITO玻璃基板上制备ZnS:Cu薄膜;沉积电压为0.8V,沉积时间为60min,沉积结束后将所制备的薄膜在空气中自然晾干,即得最终产物ZnS:Cu光学薄膜。
6.根据权利要求1所述的一种ZnS:Cu光学薄膜的制备方法,其特征在于:首先将分析纯的ZnCl2加入蒸馏水中,配制成Zn2+浓度为0.2mol/L的透明溶液,所得溶液记为A;然后,向A溶液中加入分析纯的Na2S2O3和柠檬酸三钠,使得混合溶液中[Zn2+]∶[S2O3 2-]∶[C6H5O7 3-]=1∶8∶1的摩尔比,所得溶液记为B;向B溶液中加入摩尔分数为1.5%的CuCl2试剂,搅拌下调节pH值为5.5,形成前驱物溶液,所得溶液记为C;将C溶液置于电沉积装置中,将ITO玻璃基板在乙醇中超声清洗作为阴极,采用石墨为阳极,用阴极恒电压沉积的方式在ITO玻璃基板上制备ZnS:Cu薄膜;沉积电压为15V,沉积时间为90min,沉积结束后将所制备的薄膜在空气中自然晾干,即得最终产物ZnS:Cu光学薄膜。
7.根据权利要求1所述的一种ZnS:Cu光学薄膜的制备方法,其特征在于:首先将分析纯的ZnCl2加入蒸馏水中,配制成Zn2+浓度为0.6mol/L的透明溶液,所得溶液记为A;然后,向A溶液中加入分析纯的Na2S2O3和柠檬酸三钠,使得混合溶液中[Zn2+]∶[S2O3 2-]∶[C6H5O7 3-]=1∶5∶1的摩尔比,所得溶液记为B;向B溶液中加入摩尔分数为0.8%的CuCl2试剂,搅拌下调节pH值为3,形成前驱物溶液,所得溶液记为C;将C溶液置于电沉积装置中,将ITO玻璃基板在乙醇中超声清洗作为阴极,采用石墨为阳极,用阴极恒电压沉积的方式在ITO玻璃基板上制备ZnS:Cu薄膜;沉积电压为20V,沉积时间为120min,沉积结束后将所制备的薄膜在空气中自然晾干,即得最终产物ZnS:Cu光学薄膜。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN200910021217XA CN101514470B (zh) | 2009-02-20 | 2009-02-20 | 一种ZnS:Cu光学薄膜的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN200910021217XA CN101514470B (zh) | 2009-02-20 | 2009-02-20 | 一种ZnS:Cu光学薄膜的制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101514470A CN101514470A (zh) | 2009-08-26 |
CN101514470B true CN101514470B (zh) | 2010-11-03 |
Family
ID=41039085
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN200910021217XA Expired - Fee Related CN101514470B (zh) | 2009-02-20 | 2009-02-20 | 一种ZnS:Cu光学薄膜的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN101514470B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102618917A (zh) * | 2012-03-22 | 2012-08-01 | 桂林理工大学 | 水热法结合脉冲电沉积制备宽禁带ZnS薄膜材料的方法 |
CN105111480B (zh) * | 2015-09-21 | 2018-03-16 | 陕西科技大学 | 一种具有光催化效应的橙黄色光子晶体结构色薄膜及其制备方法 |
CN105111481B (zh) * | 2015-09-21 | 2018-03-16 | 陕西科技大学 | 一种具有光催化效应的绿色光子晶体结构色薄膜及其制备方法 |
CN106480483A (zh) * | 2016-09-20 | 2017-03-08 | 格林美股份有限公司 | 铜锌锡硫薄膜及其制备方法 |
-
2009
- 2009-02-20 CN CN200910021217XA patent/CN101514470B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101514470A (zh) | 2009-08-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Xue et al. | Electrodeposition from ZnO nano-rods to nano-sheets with only zinc nitrate electrolyte and its photoluminescence | |
CN101514470B (zh) | 一种ZnS:Cu光学薄膜的制备方法 | |
CN102583504B (zh) | 制备及调控表面粗化的ZnO纳米锥或纳米棒阵列的方法 | |
Zhu et al. | Dual-functional hetero-structured TiO 2 nanotrees composed of rutile trunks and anatase branches for improved performance of quantum dot-sensitized solar cells | |
CN101429679B (zh) | 一种纳米PbS薄膜的制备方法 | |
Li et al. | Electrochemical synthesis of orientation-ordered ZnO nanorod bundles | |
CN102417204A (zh) | 一种溶液化学原位反应合成硫化铅薄膜的方法 | |
CN106958027A (zh) | 电解制备纳米氧化锌的方法 | |
CN100552099C (zh) | 改进的电化学沉积工艺制备单一c轴取向氧化锌薄膜方法 | |
CN101624208A (zh) | 基于配位化学反应原理的制备氧化锌纳米线阵列的方法 | |
CN101638803B (zh) | 一种纳米棒结构Bi2S3光学薄膜的制备方法 | |
Phromyothin et al. | Growth of ZnO nanorods via low temperature hydrothermal method and their application for Hydrogen production | |
CN102181890B (zh) | 一种直流电沉积法制备Zn/ZnO纳米管的方法 | |
Chaudhari et al. | Pulsed electrodeposition of Cu2ZnSnS4 absorber layer precursor for photovoltaic application | |
CN108545960A (zh) | 一种Y掺杂ZnO纳米棒阵列制备方法 | |
CN105514192A (zh) | 一种电沉积后硫化退火制备太阳能电池缓冲层硫化锌薄膜材料的方法 | |
CN102795665B (zh) | 二氧化钛纳米管(杆)阵列的制备方法 | |
CN106830072B (zh) | 一种二氧化钛纳米线阵列的制备方法 | |
CN103880062A (zh) | 一种氧化锌纳米柱薄膜及其制备方法 | |
US9595439B2 (en) | Method for preparing nanostructure by electrochemical deposition, and nanostructure prepared thereby | |
CN102220596B (zh) | 纳米氧化锌线的制备方法 | |
Chan et al. | Growth of copper zinc tin sulfide nano-rods by electrodeposition using anodized aluminum as the growth mask | |
CN102181928B (zh) | 一种直流电沉积法制备Ni-ZnO纳米管的方法 | |
Min et al. | Microwave-assisted aqueous synthesis of ultralong ZnO nanowires: photoluminescence and photovoltaic performance for dye-sensitized solar cell | |
CN104709936A (zh) | 一种微米实心硫化铜球的制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20101103 Termination date: 20130220 |