Cu2ZnSnS4單晶納米片陣列的制備與應(yīng)用研究.pdf

1、Cu2ZnSnS4單晶納米片陣列的制備單晶納米片陣列的制備與應(yīng)用與應(yīng)用研究研究FabricationapplicationresearchofCu2ZnSnS4singlecrystallinenanosheetarrays學(xué)科專業(yè)：材料學(xué)研究生：李博君指導(dǎo)教師：杜希文教授天津大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院二零一四年十二月摘要本文首先在FTO基底上制備了單晶結(jié)構(gòu)的CuS納米片陣列，然后以其為模板，通過(guò)離子交換得到了Cu2ZnSnS4（CZTS）

2、單晶納米片陣列，并分別探討了CZTS納米片陣列作為光電化學(xué)產(chǎn)氫光陰極，CuS和CZTS納米片陣列作為量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池對(duì)電極的性能特點(diǎn)與應(yīng)用前景。主要取得以下成果：成功地用氣相硫化法制備了CuS單晶納米片陣列，然后以該結(jié)構(gòu)的納米片為模板，用離子交換的方法得到了直接生長(zhǎng)于FTO表面的CZTS單晶納米片陣列。并對(duì)二者進(jìn)行了基本的結(jié)構(gòu)表征和物相表征，分別探討了其形成機(jī)理。將CZTS單晶納米片陣列應(yīng)用于光電化學(xué)產(chǎn)氫光陰極材料，并且系統(tǒng)地對(duì)比了

3、三維CZTS單晶納米片陣列結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的CZTS多晶薄膜的性能差別，發(fā)現(xiàn)CZTS單晶納米片陣列具有限光效應(yīng)、更長(zhǎng)的載流子壽命、更大的比表面積，因而可以獲得高于CZTS薄膜結(jié)構(gòu)2.2倍的光電流值。將CuS單晶納米片陣列和CZTS單晶納米片陣列分別應(yīng)用為量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池的對(duì)電極材料。并且將二者性能與傳統(tǒng)的Pt電極進(jìn)行了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)二者的對(duì)電極性能都明顯優(yōu)于傳統(tǒng)Pt電極，CZTS單晶納米片陣列有顯著的催化性能和傳輸性能，CuS單晶納米片陣列具