一維氟摻雜氧化鋅多孔陣列薄膜的制備及其光轉化應用.pdf

1、隨著人類科技和工業(yè)文明的迅猛發(fā)展，新型能源開發(fā)和環(huán)境保護已成為人類可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的核心。太陽能是最具潛力的新型可再生能源，在能源領域對太陽能應用進行研究成為必然發(fā)展趨勢。一種新型太陽能電池染料敏化太陽能電池(DSSC)就是利用太陽能光伏發(fā)電，具有十分廣闊的研究前景。同時為了改善日益嚴重的環(huán)境污染問題，保護人類賴以生存的環(huán)境，各種光催化技術正在被廣泛的開發(fā)利用。
　　 研究表明，不論是作為太陽能電池光陽極材料，還是光催化降解中的光

2、催化劑，半導體氧化物相對于其它材料都具有優(yōu)越性。ZnO由于易結晶性和各向異性生長的特性，使其可以通過不同可控生長方式獲得具有特殊的光電性質的納米結構，我們很容易在ZnO表面進行改性工作。本論文針對高比表面積F-ZnO薄膜的合成制備及其在DSSC和光催化技術中的應用進行了有益的探索，其主要內容如下：
　　 通過模仿植物葉子表面的分等級多孔結構，成功制備出一種高比表面積等級結構的F-ZnO多孔棱柱陣列膜，得到了較高的DSSC光電轉換

3、效率。以無機鹽硝酸鋅、氟化銨為原料，采用簡單的低溫化學浴方法和后續(xù)的熱處理過程，在FTO導電玻璃基底上獲得了等級結構F-ZnO多孔棱柱陣列膜。通過SEM、TEM等手段對樣品進行形貌和結構研究，結果顯示該陣列薄膜生長均勻、與基底附著性好，并且具有極大的比表面積，同時，高分辨透射電鏡研究結果表明構成薄膜的單根棱柱是一種準單晶結構。把制備的F-ZnO多孔膜應用于DSSC，在膜厚為1.6μm時獲得2.93％的光電轉換效率，其性能優(yōu)于相同膜厚的Z

4、nO納米棒基DSSC。通過染料解吸附實驗和電化學分析，進一步證明該等級結構膜比表面積大，傳輸電阻小，非常適合應用于太陽能電池光陽極材料。另外，還研究了薄膜厚度對光電性能的影響。
　　 通過光合成法，制備了Ag修飾F-ZnO多孔薄膜，并研究在紫外光照射下其對羅丹明B染料的降解作用。結果表明，表面采用Ag修飾能有效提高樣品光催化活性。對不同修飾量樣品光催化活性研究顯示，Ag的含量明顯影響修飾后ZnO光催化活性，當Ag與Zn原子百分比