第四章固体中的扩散2.pptVIP

Fe中掺N第30页，共65页，星期日，2025年，2月5日薄膜太阳能电池CIGSCIGS薄膜太阳能电池结构黄铜矿结构第31页，共65页，星期日，2025年，2月5日CIGS薄膜材料的制备方法真空工艺：多源共蒸发法溅射后硒化法分子束外延法化学气相沉积非真空工艺：电化学沉积旋涂涂布法丝网印刷法喷墨打印法第32页，共65页，星期日，2025年，2月5日CuInSe2phaseformation

duringCu2Se/In2Se3interdiffusionreactionPseudobinaryphasediagramoftheCu2SeandIn2Se3systemBSEimageofCu2Se/In2Se3reactioncoupleannealedat550°Cfor1.5h,第33页，共65页，星期日，2025年，2月5日theenlargementoftheselectedarea第34页，共65页，星期日，2025年，2月5日EPMAlinescanningoftheCu2Se/In2Se3diffusioncoupleThegrowthofCISphasefolloweddiffusionalgrowthkinetics(k=x2/t)andtheestimatedkineticparameter,kwas3.3×10-8cm2/s.J.Appl.Phys.,Vol.87,No.8,15April2000第35页，共65页，星期日，2025年，2月5日4.9离子电解质扩散离子晶体的缺陷结构（四种类型及补偿方式）离子运动的温度依赖性本征扩散和非本征扩散离子扩散的微观机制a)机制:空位、间隙及亚晶格间隙机制b)化合物，对应的两套格点，两种离子扩散c)离子扩散可以用两种表示方法：---电流电学方法处理---物质物质输运处理第36页，共65页，星期日，2025年，2月5日电学公式动力学公式1、动力学公式：第37页，共65页，星期日，2025年，2月5日2.电学公式mol为单位第38页，共65页，星期日，2025年，2月5日3、离子迁移率和迁移数离子迁移率：μ=Vi/E---单位电场作用下离子的迁移速度迁移率:Bi---单位力作用下速度离子迁移数：ti---离子电导在总电导中占的份数如YSZ中ti=0.99，即是纯的离子导体。第39页，共65页，星期日，2025年，2月5日4.相关因子f’=D*/Dr---相关因子（系数）,f’≤1D*--示踪扩散系数（没有浓度梯度下示踪原子的扩散）Dr---无规扩散，原子的跃迁是独立的，与历史无关（Dσ--电导扩散可以看成为无序扩散）。讨论a）间隙机制：f’=1间隙位置占据率极低，当原子移动时，周围是空的几率为1，每一步都可以看作是独立的，与历史无关。b）空位机制：f’＜1（1）离子运动总是顺着电场方向运动，与历史无关。（2）示踪原子运动与历史有关，回跳的几率最大，也叫记忆效应，所以D*＜Dσ。第40页，共65页，星期日，2025年，2月5日扩散机理结构配位数相关系数空位金刚石40.5空位简单立方60.6531空位体心立方80.7272空位面心立方120.7815空位六方密堆积120.78120.7815(fz)记忆效应，随可跳位置越多，回跳的几率就会减小，相关因子f就变大。第41页，共65页，星期日，2025年，2月5日快离子导体的结构特征与分类正离子作载流子的有：银离子导体、铜离子导体、钠离子导体、锂离子导体以及氢离子导体；负离子作载流子的有：氧离子导体和氟离子导体等。快离子导体中应当存在大量的可供离子迁移占据的空位置。这些空位置往往连接成网状的敞开隧道，以供离子的迁移流动。根据隧道的特点，可将快离子导体划分为：一维导体，其中隧道为一维方向的通道，如四方钨青铜；二维导体，其中隧道为二维平面交联的通道，如Na-β-Al2O3快离子导体；三维导体，其中隧道为二维网络交联的通道，如Nisicon(Sodium