1 1.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室, 上海 200050
2 2.东华大学, 功能材料研究所, 纤维材料改性国家重点实验室, 上海 200051
3 3.中国科学院大学, 材料科学与光电子功能中心, 北京 100049
高熵会带来热力学上的高熵效应、结构上的晶格畸变效应、动力学上的迟滞扩散效应以及性能上的“鸡尾酒”效应, 通过高熵设计来提高陶瓷材料的性能是目前研究的热点, 而通过透射电镜揭示高熵结构及其与性能相关性的研究还很缺乏。本研究以相应金属氧化物、碳化硼和石墨为原材料, 在制备高熵硼化物和高熵碳化物粉体的基础上, 利用放电等离子体烧结制备得到高熵(TiZrHfNbTa)B2和(TiZrHfNbTa)C陶瓷。采用透射电子显微镜及其能谱分析手段对两种高熵陶瓷进行了纳米尺度和原子尺度的结构表征, 发现过渡金属元素固溶后保持了晶体结构的完整性, 五种元素分布均匀, 但在原子尺度存在固溶元素的浓度振荡、原子离散和晶格应变。本工作获得的原子尺度的固溶结构信息将有助于对高熵陶瓷构效关系的理解, 并为高熵陶瓷的组分和结构设计提供实验依据。
高熵陶瓷 透射电镜 纳米尺度结构 原子尺度结构 high-entropy ceramics transmission electron microscopy (TEM) structure in nano-scale structure in atomic-scale
Author Affiliations
Abstract
1 CAS Key Laboratory of Materials for Energy Conversion, Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200050, China
2 Inorganic Materials Analysis and Testing Center, Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200050, China
Highly conducting ZnO:Al (AZO) films are normally prepared through substrate heating and post-annealing in reducing atmosphere, which is deleterious to maintain the high transparency of films and the overall so-lar cell performance. Here we fabricate AZO films through one-step sputtering at room temperature using oxygen-deficient targets prepared via double crucible method. The best-performed AZO film achieves a low resistivity of 4.4 × 10-4 . cm, a high haze factor of 35.0%, and optimizes the efficiency of Cu (In, Ga)Se2 solar cell with a high value of 14.15%. This letter demonstrates that oxygen deficiency can induce high surface texture, conductivity, and boost solar cell performance.
000.1570 Chemistry 040.5350 Photovoltaic 160.4670 Optical materials 240.0310 Thin films Chinese Optics Letters
2014, 12(9): 093101
