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《CdS敏化TiO2納米管的制備和性能研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、2010年第31卷第3期CdS敏化Ti02納米管的制備和性能研究程浩，隋小濤，趙修建(武漢理工大學(xué)硅酸鹽材料工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢430070)摘要：采用聯(lián)系離子層沉積法，在透明的TiOt納米管陣列薄膜上沉積CdS，制備CAS敏化Ti02納米管陣列薄膜光陽(yáng)極材料。通過(guò)改變沉積液的溶刺和控制沉積次數(shù)，研究不同量的CdS對(duì)Tiq納米管薄膜的光電性能的影響。結(jié)果表明，在以乙醇、甲醇／水為溶劑的條件下，循環(huán)沉積4次后制備的CAS／Ti02光陽(yáng)極表現(xiàn)最好的光電轉(zhuǎn)換效率。關(guān)鍵詞：CdS納米粒子；TiOz納米管陣列；光陽(yáng)極Fabrica
2、tionandPropertiesofCdSSensitizedTi02NanotubesCHENGHao，SUIXiao—tao，ZHAOXiu-jian(KeyLaboratoryforSilicateMaterialsScienceandEngineeringofMinistryofEducation，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430070，China)Abstract：ThephotoelectrodeofCdSsensitizedtransparentTi02nanotubes
3、arrayfilmwasfabricatedbysuccessiveioniclayeradsorptionandreaction(SILAR)technique．Basedonthemodulationofdissolventandcycletimes，theevolutionofphotoelectricpropertieswasinvestigated．TheresultsshowedthattheperformanceoftheCdSsensitizedTi02nanotubesar—rayfilm，whichwasf
4、abricatedintheethanol，methanol／watersolvent，wasoptimalafter4cycledeposition．Keywords：CASnanoparticle；Ti02nanotubesarray；photoelectrode自1991年Gratzel發(fā)明染料敏化太陽(yáng)能電池以來(lái)，有機(jī)染料敏化太陽(yáng)能電池逐漸成為太陽(yáng)能電池研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)研究方向[1]。然而，由于有機(jī)染料的不穩(wěn)定性，見(jiàn)光易分解，以及有機(jī)染料的價(jià)格比較昂貴，影響了染料敏化太陽(yáng)能電池的應(yīng)用。和有機(jī)燃料相比，由于無(wú)機(jī)納米半導(dǎo)體
5、材料更好的光化學(xué)穩(wěn)定性和良好的光吸收能力，無(wú)機(jī)納米粒子敏化太陽(yáng)能電池的研究逐步引起了人們的廣泛關(guān)注L2J。已有的研究表明，CdS、CdSe、PbS、InP、Bi2s3等納米半導(dǎo)體材料均可用作無(wú)機(jī)敏化荊E3-8]。其中，CdS是一種帶隙適中的半導(dǎo)體，其E。=2．42eV；在可見(jiàn)光區(qū)域具有良好的光學(xué)吸收性能，其導(dǎo)帶能級(jí)比Ti02的高，有利于光生載流子的有效分離，同時(shí)CdS具有較大的消光系數(shù)和光化學(xué)穩(wěn)定性，因此，CdS是一種很好的無(wú)機(jī)敏化劑。目前，制備CdS量子點(diǎn)敏化Ti02太陽(yáng)能電池的方法主要是化學(xué)浴沉積法，雖然這種方法操作簡(jiǎn)單，
6、容易實(shí)現(xiàn)，但是其制備的光陽(yáng)極材料的穩(wěn)定性較差，量子點(diǎn)很容易溶解脫落。鑒于此，本實(shí)驗(yàn)采用連續(xù)離子層沉積法制備CdS敏化Ti02納米管，這種方法操作簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，而且還可以通過(guò)調(diào)節(jié)鹽的濃度和沉積次數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)沉積的CdS量子點(diǎn)的量的控制。1實(shí)驗(yàn)采用陽(yáng)極氧化法在透明導(dǎo)電玻璃上制備Ti02納米管陣列薄膜，制備方法按照參考文獻(xiàn)[9]提供的方法。然后采用聯(lián)系離子層沉積法將CdS納米粒子沉積在已經(jīng)制備好的Ti02納米管陣列薄膜上，詳細(xì)的沉積過(guò)程為：首先將制備好的Ti02納米管陣列薄膜浸漬到以0．5MCd(N03)2的乙醇溶液中5min，使Cd
7、+離子充分吸附到Ti02納米管陣列中，】建枋世界2010年第31卷第3期然后用去離子水沖洗，洗掉吸附不緊密的Cd21，然后在0．5MNa2S的水溶液中浸漬5min，使吸附的Cd2+與溶液中的S2一離子充分反應(yīng)生成CdS，然后再用去離子水沖洗，使沒(méi)有吸附緊密的CdS洗凈，這就是聯(lián)系離子層沉積法的一個(gè)循環(huán)，然后通過(guò)控制循環(huán)沉積的次數(shù)來(lái)控制沉積不同量的CdS。其沉積的過(guò)程如圖1所示。O!／l?10L一(：rl(N(J、)!的乙醇U芻L-一N；I!s的甲陴／水L一甲璃基片1。l溶液中浸泡5n，il，li醉Il溶液浸泡5mi．}l酵圖1
8、聯(lián)系離子層沉積法制備CdS敏化Ti02納米管陣列薄膜的流程以多硫的水溶液為電解質(zhì)，以制備CdS敏化透明的Tio’納米管陣列薄膜為光陽(yáng)極，以鍍有Pt的ITO為陰極，中間用厚度為60／xm的石蠟?zāi)じ糸_(kāi)，在石蠟?zāi)ぶ腥?．25cm。2的小孔，將電解質(zhì)注入其中，然后密封，這樣就組裝成了
