ZnIn2S4薄膜喷雾热分解制备及其光电化学性质

摘要

以ZnCl2、InCl3·4H2O 和(NH2)2CS为原料,采用喷雾热分解的方法在ITO玻璃上制备了高质量的ZnIn2S4薄膜,使用X 射线衍射仪(XRD)，扫描电镜(SEM)和紫外可见分光光度计(UV-vis)对制备的薄膜进行了结构、形貌和光学性质的表征，使用基于密度泛函理论的平面波赝势方法对制备的立方相ZnIn2S4 进行了能带结构计算。使用锁相放大技术研究了 ZnIn2S4 电极的光电流作用谱图。结果表明，使用喷雾热分解方法能够制备结晶完好无针孔的ZnIn2S4 薄膜，所制得的薄膜呈立方相，在可见光区(λ＞420nm)有很好的吸收。能带结构计算表明是间接带隙半导体，价带最高轨道由S3p＋In5p 构成，导带最低轨道由S3p＋In5s 轨道构成。使用其作为光电极，能够有很好的光电化学响应，在0.1M Na2SO4 和0.1M Na2S 的混合电解质溶液中，在0.3V 的电极电势下，400nm 处IPCE 达到了30％以上。