河南科技大学 材料科学与工程学院,河南 洛阳 471000
采用水热法和电化学沉积法，成功制备了包覆有SnO2纳米颗粒的WO3纳米棒阵列薄膜，退火处理后形成WO3/SnO2异质结复合薄膜。通过改变SnO2的沉积时间得到了复合薄膜的最佳制备条件。采用XRD，FESEM对WO3/SnO2复合薄膜的物相和形貌进行了分析，通过电化学工作站对WO3/SnO2复合薄膜的光电性能进行了研究，结果表明，电沉积时间为120 s时，WO3/SnO2复合薄膜具有最小的阻抗，且在0.6 V的偏压下光电流密度为0.46 mA/cm2，相比于单一WO3纳米棒薄膜，表现出更好的光电化学性能。
复合薄膜 电沉积 光电性能 WO3 WO3 SnO2 SnO2 composite film electro-deposition photoelectric property
云南师范大学，云南省农村能源工程重点实验室，昆明 650500
为解决硫化过程中Sn元素损失的问题以及减少MoS2的厚度，采用磁控溅射技术，在基于钼的钠钙玻璃衬底上采用双周期溅射的方法，以ZnO/SnO2/Cu的顺序制备了含氧的Cu-Zn-Sn预制层。结果表明：SnO2以及ZnO的使用很好的抑制了Sn元素的损失以及MoS2层的形成，而且在590 ℃的硫化温度下能制备出表面平整、晶粒致密、晶体结构较好的单相Cu2ZnSnS4 (CZTS)吸收层薄膜。最后，制备出结构完整的CZTS薄膜太阳电池，在590 ℃硫化制备的CZTS薄膜太阳电池效率最高，其开路电压为590 mV，短路电流密度为22.09 mA/cm2，填充因子为39.28%，光电转换效率达到5.12%，为今后制备高效CZTS薄膜太阳电池起到了推动作用。
铜锌锡硫 薄膜太阳电池 磁控溅射 二氧化锡靶 硫化工艺 copper-zinc-tin-sulfur thin-film solar cells magnetron sputtering SnO2 target sulfurization process
太原理工大学化学工程与技术学院,太原 030024
电化学氧化法降解水中毒性有机物具有低碳、节能、清洁等优点,该技术的关键是开发高效、稳定、价格低廉的阳极。本文采用热分解法制备了Ti/SnO2-IrO2电极,对电极进行表征和电化学性能分析,并降解了对氯苯酚。考察不同因素(电流密度、目标污染物初始浓度、Cl-浓度)对降解效果的影响。结果表明,Ti/SnO2-IrO2电极具有较长的寿命和良好的电化学性能。当电流密度为20 mA·cm-2,对氯苯酚初始浓度为300 mg/L,Cl-浓度为1 000 mg/L时,化学需氧量(COD)去除率可达89.02%,同时电极具有较低的能耗0.596 kWh·g-1,表现出优异的催化性能。该电极具有一定的工业应用前景。
电极 阳极材料 Ti/SnO2-IrO2电极 电化学氧化 化学需氧量 有机物降解 对氯苯酚 electrode anode material Ti/SnO2-IrO2 electrode electrochemical oxidation COD organic degradation p-chlorophenol
1 泉州师范学院物理与信息工程学院 福建省先进微纳光子技术与器件重点实验室，福建 泉州 362000
2 泉州师范学院 化工与材料学院，福建 泉州 362000
制备了平面结构2D/3D混合钙钛矿（PEA）0.15FA0.85SnI3/SnO2异质结光探测器。研究发现，SnO2薄膜的引入可以调控（PEA）0.15FA0.85SnI3薄膜的晶体生长过程，有助于获得致密的连续薄膜。在520 nm单色光辐照下，器件的响应度高达3.19×105 A/W，相应的探测率为6.39×1015 Jones。在808 nm单色光辐照下，器件的响应度和探测器率也可分别达到1.70×104 A/W和7.28×1013 Jones。相关性能明显高于（PEA）0.15FA0.85SnI3单层薄膜光探测器。器件性能的提高一方面是由于钙钛矿薄膜表面形貌的改善，提高了器件的吸收效率和载流子收集效率；另一方面是由于（PEA）0.15FA0.85SnI3和SnO2之间形成了p?n结结构，从而有效提高了钙钛矿薄膜中的光生电子?空穴对的分离效率，降低了电子和空穴的复合几率。同时，（PEA）0.15FA0.85SnI3/SnO2界面处特殊的能级结构也可诱导器件产生光电导增益。
光探测器 Sn基钙钛矿 异质结 2D/3D混合结构 SnO2 photodetector Sn perovskite heterojunction 2D/3D hybrid structure SnO2
1 景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院，景德镇 333403
2 清华大学材料学院，北京 100084
本研究采用水热法，以柠檬酸为螯合剂，通过控制n(Sn4+)/n(Sn2+)的数值，合成了由具有丰富氧空位的SnO2纳米晶体组装成的微球。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)及UV-Vis漫反射光谱对SnO2纳米微球进行表征分析，结果表明：在酸性水热条件和柠檬酸的螯合作用下，二氧化锡纳米晶体聚集形成微球；在Sn4+/Sn2+摩尔比例为3∶7时，其微球尺寸最小，整体分散性较好；同时适量二价锡离子的掺杂使得该样品氧空位浓度达到最佳，氧空位的存在将使得样品光吸收范围拓展至可见光，因而该样品显示出较强的可见光催化效率，在8 min内完全降解甲基橙。
氧空位 光催化 水热法 自掺杂 可见光 SnO2 SnO2 oxygen vacancy photocatalysis hydrothermal method self doping visible light
1 哈尔滨工业大学 物理学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
2 长春希达电子科技有限公司, 吉林 长春 130103
利用水热法合成不同Zn掺杂含量的SnO2（SnO2∶Zn）纳米晶, 并通过丝网印刷技术制备了SnO2∶Zn纳米晶光阳极, 研究不同含量Zn掺杂SnO2纳米晶光阳极对染料敏化太阳能电池光电性能的影响。实验结果表明, Zn掺杂含量增加能够引起SnO2光阳极的平带电位负向偏移和等电点增加。与未掺杂SnO2染料敏化太阳能电池相比, 当Zn掺杂量为2% 时, SnO2∶Zn基染料敏化太阳能电池的功率转换效率（PCE）最高, 为4.2%, 这归因于Zn掺杂能够增加染料在SnO2光阳极的担载量和提高染料敏化太阳能电池的光生电子寿命（τe）。此外, 2% Zn掺杂SnO2光阳极进一步经过TiCl4处理, 其电池功率转换效率可提高到7.7%。
染料敏化太阳能电池 Zn掺杂 光阳极 dye-sensitized solar cell SnO2 SnO2 Zn doped photoanode
景德镇陶瓷大学 材料科学与工程学院, 景德镇 333403
电子传输层是钙钛矿太阳能电池的关键部分, 起到阻挡空穴、传输电子和减少电子空穴复合的作用。本研究采用低温溶液法制备SnO2薄膜作为钙钛矿电池的电子传输层, 研究SnO2的退火温度对电子传输层微观形貌、物理性能以及钙钛矿太阳能电池性能的影响。结果表明: 当退火温度为60、90、120和240 ℃时, SnO2薄膜表面存在较多的孔隙; 而退火温度为150、180和210 ℃时, 薄膜表面孔隙较少。在实验温度下, 制备的SnO2薄膜为四方相, FTO玻璃上涂覆SnO2薄膜后其透过率要优于空白FTO玻璃的透过率。当SnO2退火温度为180 ℃时, 薄膜的电子迁移率最高, 钙钛矿电池具有最佳的传输电阻和复合电阻, 所得电池的性能最优, 其光电转换效率为17.28%, 开路电压为1.09 V, 短路电流为20.91 mA/cm2, 填充因子为75.91%。
广西科技大学机械与汽车工程学院，柳州 545616
以石墨为基底，五水合四氯化锡为锡源，氢氧化钠为沉淀剂，采用一步水热法合成了SnO2/石墨分级纳米异质结构。利用FESEM、XRD、EDS、Raman等对SnO2/石墨分级纳米异质结构进行了形貌、结构和成分表征。研究发现，结晶良好的SnO2纳米线首先组装成SnO2纳米棒，纳米棒进一步组装成直径约450 nm的花状结构，并均匀生长在石墨片上，呈现分级结构。用循环伏安法、恒流充放电循环法测试了分级纳米异质结构的电化学性能，结果表明：在50 mA/g的充放电电流密度下首次放电比容量和充电比容量分别为1 567.2 mAh/g、825.9 mAh/g，同时多次循环的循环伏安曲线几乎一致，表明SnO2/石墨分级纳米异质结构具有较高的储电容量和改善的循环稳定性。
水热合成 SnO2/石墨 分级纳米异质结构 电化学性能 循环稳定性 hydrothermal synthesis SnO2/graphite hierarchical nano-heterostructure electrochemical performance cycle stability
文章基于第一性原理研究了碱金属掺杂的SnO2的能带结构以及态密度。研究结果表明: 掺杂能够使能级增多, 很好地调节带隙值。Li, Na, K, Rb掺杂的SnO2材料, 价带顶有能级穿过费米线, 材料呈现出半导体特性。其中Rb掺杂使材料在费米面附近产生杂质能级。而Cs, Fr掺杂的SnO2材料, 价带顶向低能级方向移动, 费米能级不再穿过价带, 费米线附近出现轨道杂化, 两者相比Fr掺杂使费米面附近能级分布更加离散。掺杂后SnO2的反射率变化主要体现在可见光以及紫外区域, 吸收边发生了红移, 对实现SnO2光催化起很大作用。
碱金属掺杂 第一性原理 能带结构 态密度 SnO2 SnO2 alkali metal doped first-principles band structures density of states
1 华北理工大学轻工学院, 唐山 064000
2 华北理工大学材料科学与工程学院,河北省无机非金属材料重点实验室,唐山 063210
3 唐山时创高温材料股份有限公司, 唐山 064000
通过XRD分析和热膨胀率实验, 从析晶角度探讨了添加纳米级SnO2或Yb2O3对熔融石英陶瓷析晶性能的影响。结果表明: 熔融石英陶瓷高温析晶的主要晶化产物为方石英, 方石英析出量随烧结温度的提高而逐渐增多; 纳米级SnO2或Yb2O3的引入可通过抑制熔融石英中方石英的析出, 有效地降低熔融石英材料在升温过程中的热膨胀率, 并且随着烧结温度升高需要不断调整添加剂用量, 纳米级SnO2和Yb2O3的最佳用量(质量分数)分别为1%和2%。
熔融石英陶瓷 析晶 纳米级SnO2 纳米级Yb2O3 热膨胀率 fused quartz ceramics crystallization nano-SnO2 nano-Yb2O3 thermal expansion
