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利用化學水浴法製備Cu摻雜Zn-In-S光觸媒電極與其光電性質之研究

為了解決torr換算pa的問題，作者游雅茜 這樣論述：

本研究以化學水浴法 (chemical bath deposition )於導電玻璃FTO ( fluorine-doped tin oxide ) 基材上製備不同Cu摻雜比例之Zn-In-S化合物半導體光觸媒電極，並探討摻雜量對於薄膜晶型結構、表面形態、光學與光電化學性質之影響。由X光繞射分析儀 ( XRD )，可知於反應溫度80℃下所成長之薄膜，其結構為立方尖晶石結構；而由場發射掃描式電子顯微鏡 ( FE-SEM )可知，摻雜Cu2+離子之後會有團聚的現象，其團聚隨摻雜濃度增加逐漸減小並呈現不規則的片狀結構。薄膜的直接能隙介於2.51-2.09 eV 之間，間接能隙介於2.09-1.72

eV 之間，皆隨著摻雜量增加而減小；其薄膜膜厚介於521-1259 nm之間。由Mott-Schottky量測與光電流起始電位，可知薄膜平帶電位介於 -0.678至-0.524 V ( vs. NHE ) 間，隨Cu摻雜濃度增加而往正電位偏移。經霍爾效應量測可得到薄膜的載子濃度介於4.24×1013至3.36×1016cm-3之間。在光電流密度量測中，sample (c) 於0.5M K2SO3 水溶液中，當施加偏壓 + 1.0 V ( v.s. Ag/AgCl )，可得到最高光電流密度1.39 mA/cm2。而於穩定性測試中，sample (g)具有最佳的光穩定性。