采用sol-gel法制备了Zn2+离子掺杂的锐钛矿相纳米TiO2薄膜电极.通过X射线衍射(XRD)、吸收光谱、原子力显微镜(AFM),结合光电流作用谱研究了Zn2+离子掺杂对TiO2薄膜电极表面形貌和紫外光电性能的影响.结果表明,在所选浓度范围内,Zn2+离子掺杂浓度对薄膜的相组成和紫外光吸收强度无明显作用,但可显著改变薄膜表面颗粒大小和形貌特征,从而影响电极光电性能.0.1%(摩尔分数)Zn2+离子的掺杂使膜内颗粒尺寸由30nm增大至40nm,同时使表面颗粒的生长具有一定的择优取向,颗粒形状由本征薄膜的类球形变为垂直于膜面的柱状颗粒.这一结构大幅增大了薄膜的表面积,提高了载流子在固-液界面的传输效率,促使电极光电流密度(PCD)比本征电极提高40%.随掺杂浓度的提高,表面颗粒尺寸逐渐增大,形状恢复为类球形,电极光电性能有所降低.当掺杂浓度达到5%(摩尔分数)时,颗粒粒径急剧增大至130nm,表面颗粒因熔点降低而熔合成无孔表面,导致电极PCD急剧降低.
参考文献
| [1] | Baiju K V;Sibu C P;Rajesh K et al.[J].Materials Chemistry and Physics,2005,90:123-127. |
| [2] | Kang MG;Park NG;Ryu KS;Chang SH;Kim KJ .A 4.2% efficient flexible dye-sensitized TiO2 solar cells using stainless steel substrate[J].Solar Energy Materials and Solar Cells: An International Journal Devoted to Photovoltaic, Photothermal, and Photochemical Solar Energy Conversion,2006(5):574-581. |
| [3] | Wang W D;Serp P;Kalck P et al.[J].Applied Catalysis B:Environmental,2005,56:305-312. |
| [4] | Ohta H;Hirano M .[J].Applied Physics Letters,2003,83:1029-1031. |
| [5] | 邹博,吴凤清,阮圣平,邹乐辉,刘彩霞,甘勇,徐宝琨.纳米TiO2薄膜的制备及其紫外光吸收性能的研究[J].功能材料,2004(05):618-620. |
| [6] | Fu Y;Cao W H .[J].Chinese Science Bulletin,2006,51:1657-1661. |
| [7] | 宁光辉,赵晓鹏.一种新型的染料敏化紫外光电池[J].光子学报,2003(06):665-668. |
| [8] | Jung K Y;Park S B .[J].Materials Letters,2004,58:2897-2900. |
| [9] | Wang Y;Cheng H;Zhang L et al.[J].Journal of Molecular Catalysis A:Chemical,2000,151:205-216. |
| [10] | 付姚,曹望和.纳米TiO2：Zn薄膜电极紫外光电特性研究[J].光子学报,2006(08):1187-1190. |
上一张
下一张
上一张
下一张
计量
- 下载量()
- 访问量()
文章评分
- 您的评分：
-
10%
-
20%
-
30%
-
40%
-
50%