收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

SnO_2低辐射薄膜的制备与光电性能研究

张波  
【摘要】:随着能源危机日益加重,具有节能减排应用的低辐射玻璃研究成为热点。其可以在保证建筑玻璃采光性能的前提下,反射掉大部分太阳光及室内热源发射出的红外线,阻止热量散失,降低建筑物能源消耗。目前应用的低辐射薄膜以金属银膜为主,其普遍存在薄膜机械性能较差、反射可见光、制备成本高等缺点。近年来,采用超声喷雾热解制备SnO_2薄膜克服了传统银膜的缺点,具有优异的光学性能和机械物理性能,但也存在反射率偏低和反射起始波长过大的问题,而且薄膜中结构缺陷对反射率的影响机制也尚不清楚。探索合理的SnO_2薄膜的喷雾热解制备工艺及进行SnO_2薄膜改性研究工作及是解决这些问题的关键。本文采用超声喷雾热解方法在玻璃基体上制备了SnO_2薄膜及氟、锑、硼和锂掺杂SnO_2薄膜,利用X射线衍射、红外光谱、分光光度计和霍尔效应等测试手段,系统研究了制备工艺和掺杂元素种类和浓度对薄膜的结构和光电性能的影响规律,揭示了掺杂离子在SnO_2晶格中的占位机制。 超声喷雾热解方法制备SnO_2薄膜的沉积过程的研究表明,对于水性溶液,液滴的挥发速率和先析出固体壳层的渗透性决定了液滴的形成过程:液滴挥发速率大易形成空心球粒子,液滴挥发速率小易形成泡状结构;壳层渗透性好时,形成破碎空心球粒子,而壳层渗透性差时形成球形微粒。 超声喷雾热解方法制备SnO_2薄膜的工艺研究表明,基体温度在350℃时,SnO_2薄膜均匀致密,表面光滑。基体温度过低和过高分别造成薄膜表面形成颗粒堆积和龟裂;薄膜厚度增加,电阻率下降,薄膜厚度大于1.1μm时,薄膜厚度对电学性能影响减小;当载气流量和雾化速率的比值为4:1时,薄膜均匀致密,光学性能优异; 氟掺杂SnO_2薄膜的研究表明,当溶液中氟锡原子比小于0.75时,氟离子进入晶格中优先占据O-Sn-O基团中氧位造成O-Sn-O基团振动劈裂,形成FO′缺陷并释放出自由电子,导致薄膜中载流子浓度增大;当溶液中氟锡原子比大于0.75时,氟离子填充晶格间隙位置形成间隙氟,造成薄膜中载流子浓度降低。 以SnCl_2和SnCl_4为锡前驱物制备的SnO_2:F薄膜的研究表明,氟掺杂的SnO_2薄膜中依然存在氧空位,掺杂浓度增加,氧空位浓度降低,氟离子置换氧离子造成的FO·缺陷逐渐成为载流子的施主;以氢氟酸和氟化铵为氟前驱体制备SnO_2:F薄膜时,氟掺杂浓度对氟离子在SnO_2晶格中固溶行为和光电性能的影响规律类似。氟等量掺杂时,以氢氟酸为氟前驱物制备的薄膜的反射率较低,说明氢氟酸活性较差。 锑掺杂的SnO_2薄膜的研究表明,当溶液中锑锡原子比小于2.0%时,进入到SnO_2晶格中的锑离子取代锡离子并表现为+5价态,形成施主缺陷,从而造成薄膜的自由载流子浓度增大;当锑锡原子比大于2.0%时,锑离子以+3价态形式置换锡离子,造成O-Sn-O基团振动的劈裂并形成受主缺陷,导致薄膜的自由载流子浓度降低;硼掺杂的SnO_2薄膜的研究表明,当溶液中硼锡原子比较低时,硼离子易填充SnO_2晶格间隙处形成间隙硼(Bi′′′),薄膜中载流子浓度上升,但当硼锡原子比为4.0%时,在晶格中造成大量缺陷,使薄膜的光电性能下降;锂掺杂的SnO_2薄膜的研究表明,锂离子取代晶格中锡位置造成薄膜中载流子浓度降低,薄膜的光反射特性消失。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 徐美君;;平板玻璃市场发展新态势(二)[J];玻璃;2011年07期
2 ;[J];;年期
3 ;[J];;年期
4 ;[J];;年期
5 ;[J];;年期
6 ;[J];;年期
7 ;[J];;年期
8 ;[J];;年期
9 ;[J];;年期
10 ;[J];;年期
11 ;[J];;年期
12 ;[J];;年期
13 ;[J];;年期
14 ;[J];;年期
15 ;[J];;年期
16 ;[J];;年期
17 ;[J];;年期
18 ;[J];;年期
19 ;[J];;年期
20 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;Electrochemical Oxidation of Perfluorooctanoate using Ti/SnO_2-Sb-Bi Anode[A];持久性有机污染物论坛2011暨第六届持久性有机污染物全国学术研讨会论文集[C];2011年
2 Md.Anower Hossain;;Synthesis of SnO_2 Nanostructures by Electrochemical Anodization[A];Program and Abstract of ICAM Workshop Physics of Novel Energy Materials[C];2010年
3 宋玉哲;叶夏雷;韩根亮;李工农;李有祥;刘国汉;;表面活性剂对SnO_2微球水热制备的影响[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集(第一卷)[C];2011年
4 曾文;刘天模;刘德军;吕城龄;;H_2S在SnO_2(110)面吸附特性的第一性原理研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第7分册)[C];2010年
5 ;Synthesis and characterization of SnO_2/MCM-41 hybrid nanocomposites[A];中国颗粒学会第七届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2010年
6 ;SnO_2/Graphene nanocomposite as anode material for lithium ion batteries[A];中国化学会第28届学术年会第10分会场摘要集[C];2012年
7 姜婷;吴远大;王玥;安俊明;李建光;李帅;胡雄伟;;溶胶-凝胶法制备的SnO_2薄膜特性分析[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第4分册)[C];2010年
8 ;Preparation and Enhanced Photo-catalytic Performance of nc-TiO_2/SnO_2 Photonic Crystal Composite Membranes[A];中国颗粒学会超微颗粒专委会2011年年会暨第七届海峡两岸超微颗粒学术研讨会论文集[C];2011年
9 胡春田;陈胜利;王爱军;董鹏;;TiO_2与TiO_2/SnO_2多孔薄膜的制备及光催化性能[A];中国颗粒学会第六届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集(上)[C];2008年
10 王书杰;李凤丽;程纲;杜祖亮;;单根SnO_2纳米带的电子输运特性[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张波;SnO_2低辐射薄膜的制备与光电性能研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 刘晓芳;掺杂SnO_2稀磁材料的微观结构及铁磁性研究[D];清华大学;2010年
3 倪佳苗;P型导电SnO_2基薄膜及其同质/异质结的研究[D];武汉理工大学;2010年
4 秦国强;SnO_2和ZnO类透明导电氧化物薄膜的第一性原理研究[D];燕山大学;2010年
5 秦苏梅;SnO_2基材料的合成及性质研究[D];华东师范大学;2010年
6 侯近龙;基于SnO_2、ZrO_2基底的表面增强拉曼光谱研究[D];吉林大学;2011年
7 冯海涛;SnO_2纳米材料制备与微波吸收性能研究[D];兰州大学;2010年
8 张新卫;直接乙醇燃料电池新型阳极催化剂的研究[D];北京交通大学;2011年
9 王岑;纳米结构Ⅳ-Ⅵ族化合物的制备、表征及性能测试[D];浙江大学;2012年
10 孙鉴波;紫外光激发型半导体氧化物气体传感器的研究[D];吉林大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 董立中;Low-E镀膜玻璃失效机理的研究[D];燕山大学;2012年
2 阮丁山;SnO_2基复合材料的制备及锂电性能研究[D];天津大学;2012年
3 孙季如;取代酞菁/SnO_2复合材料的制备及光催化性能的研究[D];齐齐哈尔大学;2012年
4 张岩琛;基于半导体SnO_2异质结光催化剂的制备与表征及其光催化性能研究[D];上海师范大学;2012年
5 辛有飞;SnO_2材料的制备及气敏性能的研究[D];燕山大学;2010年
6 唐红岩;表面改性对纳米SnO_2气敏性能影响[D];郑州大学;2011年
7 蒋忠伟;金属氧化物(SnO_2、La_2O_3)传感材料的制备及其应用研究[D];中国科学技术大学;2010年
8 张丽芳;SnO_2/Au复合材料的制备及其气敏性研究[D];华中科技大学;2011年
9 李晓宁;SnO_2和ZnO纳米材料的合成及其气敏和光敏性能的研究[D];北京化工大学;2012年
10 朱彦华;SnO_2及其Eu~(3+)掺杂物的制备及发光性质研究[D];湖南大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 马琳;门窗节能需出“组合拳”[N];中国房地产报;2010年
2 本报记者 耿秋丽;台玻集团加快Low——E玻璃布局[N];中国房地产报;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978