以六氯化钨、硫代乙酰胺、氧化石墨烯为原料,采用一步水热法合成了二维的二硫化钨/石墨烯(WS_2/RGO)复合材料。水热合成的WS_2/RGO具有薄层的二维结构,且由于石墨烯的存在,WS_2以较少的层数形成薄片状生长在石墨烯的表面。尝试将这种非Pt类材料用于电催化氧化原反应,测试结果表明,WS_2在碱性条件下氧还原活性非常低,但是复合RGO形成WS_2/RGO复合材料后,电催化氧化原性能有了极大的提高,其起始电位为-0.17 V(vs SCE),转移电子数为3.7,极限电流密度为2.5 m A·cm-2,同时其具有较好的抗甲醇性能和循环稳定性。这是因为WS_2/RGO复合材料的二维结构具有更高的电子传输速率,同时硫化钨和石墨烯可以发挥协同催化作用。这种新型的二硫化钨/石墨烯(WS_2/RGO)复合材料作为非贵金属催化剂表现出良好的氧还原性能,在燃料电池上具有较好的应用前景。
采用氯化镉,氯化锌,硫脲,柠檬酸钠和氨水构成的溶液体系通过化学浴沉积法合成CdxZn1-xS薄膜,采用SEM、EDS、XRD和紫外可见近红外分光光度计等表征手段研究了CdxZn1-xS薄膜的形貌、组分、相结构和光学性能,测试了薄膜的光电流响应曲线进而对薄膜的光电性能进行了分析。结果表明,在65~85℃水浴温度下均可以制备CdxZn1-xS薄膜,随着水浴温度升高,薄膜中Zn的原子比例相对增加,光学带隙增大;制备的薄膜均显示了明显的光电导现象。75℃制备的薄膜的表面最为平整致密,结晶性最好,光学带隙为2.72 e V,光暗电导比为1.20;光源关闭后电流下降过程最快,关闭10 s后电流下降了约69.39%。
采用共溅射法结合后硒化成功制备出CZTSSe薄膜,主要研究了不同的硒化温度对CZTSSe薄膜与电池性能的影响。分别采用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜、紫外-可见-近红外分光光度计、霍尔效应测量仪及数字电源表对不同硒化温度下制备的CZTSSe薄膜的结构、形貌、光电与太阳电池性能进行了表征与分析。结果表明,当硒化温度为580℃时,CZTSSe薄膜的结晶性最好,薄膜表面均匀致密且其电阻率和载流子浓度达到最小值和最大值,分别为1.57Ω·cm和8.2×10^(17)cm^(-3),该硒化温度下制备得到的CZTSSe太阳电池的短路电流和转换效率最高达到30.68 m A/cm^2和5.17%。相对于550℃和600℃硒化温度下的CZTSSe太阳电池,其光电转换效率分别提高了36%和6%。另外,随着硒化温度的升高,CZTSSe薄膜在XRD中的(112)峰位和Raman中的A1模式振动峰位都向小衍射角和短波数方向移动,薄膜的禁带宽度也从1.26 e V减小至1.21 e V。
