用电沉积的方法在乙二胺四乙酸溶液中

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1、用电沉积的方法在乙二胺四乙酸溶液中制成的SnS薄膜的结构和性能作者：ShuyingChenga,b,YingjieHea,GuonanChena作者单位：a中国教育部重点实验室分析检测食物安全（福州大学）技术部与化学系b中国清华大学电子科学与应用物理系摘要：在含有硫酸锡乙二胺四乙酸和硫代硫钠的溶液中用阴极恒电流法在ITO（氧化铟锡）基质电沉积SnS薄膜。用循环伏亚沉积法与共沉积法，大致可获得0.70v电压。（饱和甘汞电极）对在E=-0.95到-1.00v电压下获得到化学计量SnS薄膜用X射线荧光光谱仪进行分析共沉积薄膜复合材料。用X射

2、线对E=-1.00v的电子显微镜进行性能分析，反射谱测量。用多晶SnS和正交晶细化合物（共Sn与S成分比约1.0）。其薄膜晶粒细小薄膜在基质吸收变得吸收的能量大于4x10-4/cm,有接跃进大约在1.00-1.43ev.关键词：循环伏安法；乙二胺四乙酸；电沉积；SnS薄膜1.引言近年来锡的硫化物（SnS）作为一种新型的“减震器”材料在异质结构的太阳能电池制造中吸引了更多的关注。其原因可以解释如下：（1）SnS是具有良好的光电性能。（2）自然界有丰富的锡和硫而且都无毒。（3）有符合太阳辐射的直接带跃进和间带接跃进分别为1.2-1.5ev

3、和1.0-1.10ev.（4）理论上用SnS薄膜制造的太阳能电池的转化率可达到25%.SnS薄膜可以用各种方法沉积得到，如两阶段过程，热蒸发，射频（RF）。散射，化学沉积，电沉积和喷雾热分解。在经济方面和沉积的方面电沉积都就有有利的条件。虽然锡沉积速度快于硫即使S2O3离子浓度为SnS的Sn2+离子浓度的4倍。但他们不太容易按Sn和S的比1：1的结合在一起.由于乙二胺四乙酸（EDTA）能延缓通过化合作用的电沉积。随着SnS薄膜的电沉积与乙二胺四乙酸钛的增加，往溶液中加入乙二胺四乙酸更容易获得计量、优质的SnS薄膜。加扎利最初报道。在解

4、决案中存在络合剂电沉积硫系薄膜金属的过程，发现能改善沉积以及受命长短的薄膜如均匀结晶和附着在优质的沉积膜的基板。目前调查的铟锡氧化物（ITO）的SnS薄膜结构和属性都从EDTA电子沉积物形成的玻璃基板上得到的。2.实验SnS薄以一个三电子胞的形式沉积的。ITO涂膜玻璃以100-150Ωsq-1的平方阻力为衬底，被用作所有沉积工作电极。一个铂电极是以一对电极工作（或服务）。本文所提到的所有潜在性都是与SCE有关的。在电沉积中，包含1-10mmol-1的EDTA，10mmol-1硫酸亚锡（SnSO4）及40mmol-1的硫代硫酸钠（Na2

5、S2O3）。这种解决方案的PH值被调到2.1通过增加H2SO4。沉底和铂电极被超声波以丙酮和乙醇轮流清洗，然后用蒸馏水冲洗每一个沉积。整个沉积过程被操作在一个25度的房间里。沉积电压从-0.70到-1.10V改变及沉积时间t需90分钟。所有的化学品所用分析试剂及去离子使用的水是蒸馏水。Sn和S的共同沉积的潜在性被探索通过循环电压法，这个方法所使用的是CHI660B电化学分析仪。该薄膜的组成物被一飞利浦PW2424X射线荧光光谱仪分析。薄膜的结构的特点通过以一个CuKa辐射源的一个飞利浦X’Pert-MPDX射线衍射（XRD）系统。表面

6、形貌进行了检查，飞利浦XL30E扫描电子显微镜（SGML）的和多模NS3A02型扫描探针显微镜。传输和反射光谱研究使用CARY500扫描紫外可见近红外分光光度计。用一个VeecoDektak型的探针系统来测量薄膜的厚度。1.结论与讨论3.1原理在含EDTA的水溶液中沉淀的SnS薄膜时会发生如下反应：Sn²++EDTA=Sn（EDTA）²+(1)Sn（EDTA）²++2e→Sn+EDTA(2)标准平衡电极反应电势平衡表示如下：Ψ0(Sn（EDTA）²+∕Sn)=Ψ0(Sn²+∕Sn)-RTln(KSn（EDTA）²+∕nF)(3)这是Ψ

7、0的标准电极电势。R是摩尔气体常量（8.314K/mol）T是热力学温度（298K）F是法拉第常量（96.485c/mol）n是半反应得到的电量。KSn（EDTA）²是稳定性常量，依据公式（3）Ψ0(Sn（EDTA）²+∕Sn)的值会比Ψ0(Sn²+∕Sn)的值负很多因为KSn（EDTA）²得值是正的。事实上，熔池的酸性，其他金属离子和EDTA的混合作用，以及电极的磁化都会影响实际的沉淀过程。在实际的电沉淀中，只有通过电化学分析和重复的实验才能使工艺参数最优化。3.2循环伏安法分别研究SnSO4溶液，Na2S2O3溶液。EDTA溶液以

8、及它们的混合物种ITO玻璃电极的周期伏案特性，可以得到SnS的最优沉淀电压（见图1）图１是40mol/lNa2S2O3溶液中的循环伏安图。前面的扫描电流保持在-0.51v的第值处，然后明显的升到-0.86V在这个过程中可