电子科技大学材料与能源学院，四川 成都 611731
作为平面异质结钙钛矿太阳能电池（PSCs）的重要组成部分，电子传输层（ETL）在提升PSCs器件的性能和稳定性上起着重要的作用。尽管最常用的两类ETL材料——二氧化钛（TiO2）和二氧化锡（SnO2），均以纳米颗粒和溶液方式制备，TiO2却面临着电子迁移率低、器件滞回效应大、化学稳定性差、需高温制备等问题，相比之下，SnO2具有优异的光电学性质、更高的稳定性、可低温制备等优势。聚焦于基于SnO2 ETL的PSCs稳定性和界面电荷提取，首先综述了SnO2材料的物理性质和优点；然后从制备和成膜方法（如化学浴沉积、溶液旋涂等）入手，进一步阐明了SnO2的体相和表面缺陷；最后基于SnO2 ETL的缺陷，从界面钝化、体相掺杂和双电子层构筑等三方面重点介绍了提升PSCs稳定性和界面载流子提取效率的途径。该综述可助力PSCs性能和稳定性的进一步提升，为该新兴光伏技术进一步实用化贡献有用的见解。
钙钛矿太阳能电池 二氧化锡电子传输层 运作稳定性 界面调控 载流子提取 激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0516002
1 燕山大学材料科学与工程学院亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室, 秦皇岛 066004
2 唐山学院新材料与化学工程学院, 唐山 066000
本文采用湿法刻蚀法将单层石墨烯(G)与掺氟二氧化锡(FTO)薄膜复合在一起, 采用拉曼(Raman)光谱、聚焦离子束(FIB)和透射电子显微镜(TEM)研究了G/FTO双层薄膜的结构、表面和界面形貌、元素分布等信息; 采用基于原子力显微镜(AFM)的开尔文探针力显微镜(KPFM)和导电原子力显微镜(C-AFM)研究了FTO薄膜和G/FTO双层薄膜的形貌、接触电势差(CPD)、功函数、接触势垒。结果表明, FTO薄膜和G/FTO双层薄膜的接触电势差分别为-0.474、-0.441 V, 两者功函数分别为5.329、5.296 eV。与FTO薄膜相比, G/FTO双层薄膜的迁移率由21.26 cm2·V-1·s-1增加到23.82 cm2·V-1·s-1。FTO薄膜和G/FTO双层薄膜相应的势垒高度分别(0.39±0.06) V和(0.33±0.05) V, G/FTO双层薄膜的势垒高度更小。
石墨烯 掺氟二氧化锡 双层结构 接触特性 接触电势差 功函数 接触势垒 graphene fluorine doped tin dioxide bilayer structure contact characteristic contact potential difference work function contact barrier
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
1 河北民族师范学院物理与电子工程学院，承德 067000
2 河北民族师范学院化学与化工学院，承德 067000
本文用水热法制备了正交晶系的纳米球状结构的二氧化锡和正交晶系的由片状聚集成球状结构的钨酸铋，并且对二者进行了复合，制备出了二氧化锡/钨酸铋复合光催化材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积测试仪(BET)、紫外可见分光光度计等技术对复合样品的结构、形貌、比表面积、孔容孔径和光学性质进行了表征。用碘钨灯模拟太阳光，分别以二氧化锡、钨酸铋和二氧化锡/钨酸铋复合材料为催化剂降解罗丹明B(RhB)，研究所制备的二氧化锡/钨酸铋复合材料的光催化活性。光催化90 min时二氧化锡、钨酸铋和二氧化锡/钨酸铋对罗丹明B的降解率分别是9%、22%和30%。实验结果表明，在可见光下，二氧化锡/钨酸铋复合材料的光催化活性要高于单一的二氧化锡和钨酸铋。
二氧化锡/钨酸铋 水热法 复合光催化材料 光催化性能 降解率 tin dioxide/bismuth tungstate hydrothermal method composite photocatalytic material photocatalytic performance degradation rate
1 武汉大学 物理科学与技术学院 湖北省核固体物理重点实验室, 武汉 430072
2 武汉长弢新材料有限公司, 武汉 430000
利用电子束蒸发法在Si衬底上制备了不同厚度的SnO2缓冲层, 并使用磁控溅射法制备出上层氧化钒薄膜, 研究了SnO2缓冲层厚度对于氧化钒薄膜微观结构、相组成以及相变性能的影响。结果表明, 引入具有四方金红石结构的SnO2缓冲层后, 上层氧化钒薄膜的结晶性变好, 随着SnO2缓冲层厚度的增加, 沉积的氧化钒薄膜中V4+含量逐渐提高, 氧化钒薄膜的平均晶粒尺寸增大, 成膜质量变好; 相变锐度有所降低, 热滞回线宽度减小。这些结果表示SnO2缓冲层的引入有利于在硅衬底上生长高质量且相变性能优越的VO2薄膜。
缓冲层 氧化钒 金属-绝缘体相变 二氧化锡 buffer layer vanadium oxide metal-insulator phase transition tin dioxide
1 1.大连工业大学 纺织与材料工程学院, 大连 116034
2 2.东北大学 材料科学与工程学院, 沈阳 110819
采用静电纺丝技术结合化学沉淀法和高温煅烧处理, 制备了具有不同Sn含量的SnO2/NiO复合半导体纳米纤维。采用扫描电子显微镜(SEM), X射线衍射仪(XRD)和能量色散X射线光谱仪(EDS)对样品的形貌, 结构以及各元素含量进行表征。以乙醇为目标气体, 探究SnO2/NiO纳米纤维的气体传感性质, 以及Sn含量对复合纳米纤维气敏性能的影响。研究结果表明, SnO2/NiO复合纳米纤维具有三维网状结构, SnO2复合对NiO纳米纤维的气敏性能具有明显的增强作用。随着SnO2含量的增加, 复合纤维对乙醇气体的响应灵敏度增强, 其中响应最高的复合纳米纤维在最佳工作温度160 ℃条件下对体积分数为100×10-6乙醇气体的响应灵敏度为13.4, 是NiO纳米纤维最大响应灵敏度的8.38倍。与市面常见的乙醇气体传感器MQ-3相比, SnO2/NiO复合纳米纤维的最佳工作温度更低, 响应灵敏度更高, 具有一定的实际应用价值。
华南理工大学 材料科学与工程学院, 高分子光电材料与器件研究所, 发光材料与器件国家重点实验室, 广东 广州 510640
采用旋涂法在玻璃基底上制备SnO2薄膜, 通过原子力显微镜(AFM)、X射线反射(XRR)、傅氏转换红外线光谱仪(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见分光光度计、四探针、开尔文探针系统对薄膜的表面形貌、结构及光学特性、电学特性进行分析, 探讨了退火温度对薄膜质量的影响及作用机制。研究发现: 随着退火温度升高, 薄膜厚度和有机成分杂质减小, 薄膜密度递增, 但薄膜表面粗糙度有所上升; 当退火温度升高至500 ℃时, 薄膜结构由非晶转变为结晶, 其主要晶面为氧化锡的(110)、(101)和(211)晶面。旋涂法制备的氧化锡薄膜在可见光区域的平均透光率在90%以上, 随着退火温度上升, 薄膜在400~800 nm波段的透光率先减小后增大, 薄膜的带隙宽度分别为3.840 eV(沉积态薄膜)、3.792 eV(100 ℃)、3.690 eV(300 ℃)和3.768 eV(500 ℃); 薄膜的电导率也随着退火温度升高而增加, 在500 ℃时电导率高达916 S/m; 薄膜的功函数先增大后减小, 分别为(4.61±0.005) eV(沉积态薄膜)、(4.64±0.005) eV(100 ℃)、(4.82±0.025) eV(300 ℃)、(4.78±0.065) eV(500 ℃)。
二氧化锡薄膜 旋涂法 退火 光学特性 电学特性 tin oxide thin film spin coating annealing optical properties electrical properties
湘潭大学 材料与光电物理学院, 湖南 湘潭 411105
采用溶胶-凝胶法(Sol-Gel)制备了以n型Si为栅极、二氧化锡(SnO2)薄膜为沟道层、(Bi,Nd)4Ti3O12(BNT)薄膜为绝缘层的薄膜晶体管。晶体管呈现出n沟道增强型性能, 其开态电流Ion=25μA, 场效应迁移率μsat=0.3cm2·V-1·s-1。BNT铁电薄膜的自发极化以及载流子与极化的耦合作用是晶体管具有较大开态电流和较高场效应迁移率的主要原因。
溶胶-凝胶 薄膜晶体管 BNT铁电薄膜 二氧化锡 高场效应迁移率 sol-gel thin film transistor BNT ferroelectric thin film SnO2 high field-effect mobility
1 Tolner Technology,荷兰艾恩德霍芬
2 Feldman Technology,美国加利福尼亚州
3 美国加利福尼亚州
4 AGC Flat Glass North America公司,美国田纳西州
人们还在继续寻求一种用于平板显示器的具有成本效益的氧化铟锡(ITO)替代品.本文介绍了一种实用的形成氟掺二氧化锡(FTO)高精确度图案的解决方案,使得FTO在PDP 中成为一种很具吸引力的ITO替代品.
氧化铟锡 氟掺二氧化锡 透明导电氧化物 等离子显示器 ITO FTO TCO PDP
1 华东师范大学,信息学院,上海,200241
2 上海大学,分析测试中心,上海,200444
以SnCl2·2H2O及无水乙醇为原料,利用溶胶-凝胶法在快速热退火下制备了SnO2纳米薄膜,研究了快速热退火(RTA)对SnO2薄膜性质的影响.采用X射线衍射谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),研究了薄膜的晶粒尺寸、微结构、表面形貌与快速热退火条件的关联,用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和光致发光研究了薄膜的光学性质.结果表明,快速热退火(RTA)温度对薄膜的光学性质、晶粒尺寸和薄膜的结构形态均有较大的影响.
纳米二氧化锡 溶胶-凝胶法(sol-gel) 快速热退火(RTA)
